電気光学装置および電子機器
【課題】 ２つの非線形素子を極性を逆向きにして並列に電気的して画素スイッチング素子を構成した場合でも、その占有面積を狭くすることのできる電気光学装置、およびこの電気光学装置を備えた電子機器を提供すること。
【解決手段】 電気光学装置の素子基板には、データ線２（第１の上電極５３）、第１の下電極５１、第２の上電極５４および第２の下電極５２が略井桁状に配置され、第１の下電極５１とデータ線２との重なり領域、および第２の下電極５２と第２の上電極５４との重なり領域に第１の非線形素子５ａおよび第２の非線形素子５ｂが形成され、これらの非線形素子５ａ、５ｂは、極性を逆向きにして並列に接続されて画素スイッチング素子５として用いられる。
【解決手段】 電気光学装置の素子基板には、データ線２（第１の上電極５３）、第１の下電極５１、第２の上電極５４および第２の下電極５２が略井桁状に配置され、第１の下電極５１とデータ線２との重なり領域、および第２の下電極５２と第２の上電極５４との重なり領域に第１の非線形素子５ａおよび第２の非線形素子５ｂが形成され、これらの非線形素子５ａ、５ｂは、極性を逆向きにして並列に接続されて画素スイッチング素子５として用いられる。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、非線形素子を画素スイッチング素子として用いた電気光学装置、およびこの電気光学装置を備えた電子機器に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
アクティブマトリクス型の電気光学装置では、素子基板の方にデータ線あるいは素子基板に画素スイッチング素子を介して接続する画素電極が形成されている。また、画素スイッチング素子として非線形素子が用いられた電気光学装置では、液晶を反転駆動する場合、画素スイッチング素子の電流−電圧の非線形特性が正負の双方向にわたって対称となるように、極性を逆向きにした２つの非線形素子を直列接続した構造、いわゆるＢａｃｋ−ｔｏ−Ｂａｃｋ構造の非線形素子が用いられることが多い。
【０００３】
しかしながら、Ｂａｃｋ−ｔｏ−Ｂａｃｋ構造の非線形素子の場合には、２つの非線形素子が直列に接続されている分、駆動電圧を高く設定する必要がある。また、一方の非線形素子に大きな負荷がかかりやすい。さらに、オン電流を確保するという点から、下電極と上電極との間に形成される素子用絶縁膜を薄くする必要がある。このため、Ｂａｃｋ−ｔｏ−Ｂａｃｋ構造の非線形素子は、特性の経時変化が大きく、信頼性が低いという問題点がある。
【０００４】
そこで、２つの非線形素子を極性を逆向きにして並列に電気的して、電流−電圧の非線形特性を正負の双方向にわたって対称とする構成が提案されている（例えば、特許文献１参照）。
【特許文献１】特開平７−１５２０７９号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、上記特許文献に開示の構成では、信号線から突起を画素電極に向けて突出させる一方、画素電極から信号線に向けて突起を突出させ、この突起と重なり合う位置に非線形抵抗層を形成して非線形素子を配置するため、非線形素子と画素電極との間、および非線形素子と信号線との間に広い隙間を確保する必要がある。このため、非線形素子およびそれに付随してデッドスペースとなる部分の面積が広く、画素開口率（画素全体において表示に直接寄与する部分の面積比）が低いという問題点がある。ここで、画素開口率が低い場合には、表示光量が少ない分、表示が暗くなってしまうため、バックライトからの出射光量を増大させる必要があり、このような対策は消費電力を増大させるため好ましくない。
【０００６】
以上の問題点に鑑みて、本発明の課題は、極性を逆向きに２つの非線形素子を並列接続させて画素スイッチング素子を構成した場合でも、その占有面積を狭くすることのできる電気光学装置、およびこの電気光学装置を備えた電子機器を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記課題を解決するために、本発明では、液晶を挟持する素子基板と対向基板とを有し、前記素子基板には、走査線およびデータ線のうちの少なくとも一方の信号線と、該信号線に画素スイッチング素子を介して電気的に接続された画素電極とが形成された電気光学装置において、前記画素スイッチング素子は、互いに逆極性で並列接続された第１の非線形素子と第２の非線形素子とを備え、前記第１の非線形素子は、前記一方の信号線と交差する方向に延びて当該一方の信号線に下層側で部分的に重なる第１の下電極と、該第１の下電極の表面に形成された第１の素子用絶縁膜と、前記一方の信号線からなる第１の上電極とによって構成され、前記第２の非線形素子は、前記第１の下電極と並列に形成されて前記一方の信号線に下層側で部分的に重なる第２の下電極と、該第２の下電極の表面に形成された第２の素子用絶縁膜と、前記一方の信号線と並列に形成されて前記第１の下電極および前記第２の下電極に対して上層側で部分的に重なる第２の上電極とを備え、前記第１の下電極と前記第２の上電極との重なり部分には、当該第１の下電極と当該第２の上電極との第１の接続部が形成され、前記第２の下電極と前記一方の信号線との重なり部分には、当該第２の下電極と当該一方の信号線との第２の接続部が形成され、前記画素電極は前記第２の上電極に接続していることを特徴とする。
【０００８】
本願明細書において「並列接続」とは並列に電気的に接続していればよく、「直列接続」とは直列に電気的に接続していればよく、電極同士が直接接続している構成の他、他の配線や電極を介して電気的に接続している構成も含む意味である。また、「並列して形成」とは、電気的に接続しているか否かを問わず、同一方向に延びている様子を意味する。
【０００９】
本発明では、画素スイッチング素子を平面的にみたとき、一方の信号線（第１の上電極）、第１の下電極と、第２の上電極および第２の下電極が井桁状や♯形状にレイアウトされ、４つの角部分のうち、対角に位置する２つの角部分では、一方の信号線と第１の下電極とが重なる部分を利用して第１の非線形素子が構成され、第２の下電極と第２の上電極とが重なる部分を利用して第２の非線形素子が構成されている。また、残りの２つの角部分では、第１の下電極と第２の上電極との重なり部分を第１の接続部として利用し、第２の下電極と信号線との重なり部分を第２の接続部として利用している。このような構成によれば、第１の下電極および第２の下電極については、短くしても、一方の信号線（第１の上電極）および第２の上電極と容易にかつ確実に重ねることができるので、狭い領域内に非線形素子および接続部を配置することができる。それ故、極性を逆向きに２つの非線形素子を並列接続して画素スイッチング素子を構成した場合でも、その占有面積が狭いので、高い画素開口率を確保することができる。
【００１０】
本発明において、前記第１の下電極と前記第２の下電極とは同一の導電材料により構成され、前記一方の信号線と前記第２の上電極とは同一の導電材料により構成されていることが好ましい。このように構成すると、従来と同一の工程数で、２つの非線形素子を極性を逆向きにして並列に電気的した画素スイッチング素子を構成することができる。
【００１１】
本発明において、前記画素電極は、前記第１の下電極と前記第２の上電極との重なり部分で当該第２上電極に電気的に接続し、前記第２の下電極と前記一方の信号線との重なり部分には、前記素子基板と前記対向基板との間の間隔を規定する柱状スペーサが配置されていることが好ましい。このような角部分では比較的広い面積を確保しても、画素スイッチング素子の占有面積が大きく拡がることがないので、高い画素開口率を確保することができる。
【００１２】
本発明において、前記第１の接続部は、前記第１の素子用絶縁膜および前記第１の下電極の部分的な除去により露出した当該第１の下電極の端面と、前記第２の上電極との接続により構成され、前記第２の接続部は、前記第２の素子用絶縁膜および前記第２の下電極の部分的な除去により露出した当該第２の下電極の端面と、前記一方の信号線との接続により構成されていることが好ましい。素子基板の製造工程においては、給電線やブリッジ部分を利用して第１の下電極および第２の下電極に給電して陽極酸化を行い、第１の素子用絶縁膜および第２の素子用絶縁膜を形成した後、給電線やブリッジ部分をエッチング除去するため、かかる工程を利用して、第１の下電極の端面た第２の下電極の端面を露出させて第１の接続部や第２の接続部を形成すれば、接続を図るための工程を別途、行う必要がない。
【００１３】
本発明において、前記第１の素子用絶縁膜の厚さは、前記第１の下電極の側面より上面で厚く、前記第２の素子用絶縁膜の厚さは、前記第２の下電極の側面より上面で厚いことが好ましい。このように構成すると、第１の非線形素子では第１の下電極の上面に寄生する容量を無視できるほど小さくでき、第２の非線形素子では第２の下電極の上面に寄生する容量を無視できるほど小さくできるので、画素スイッチング素子全体としての寄生容量を小さくできる。
【００１４】
本発明は、前記対向基板に、前記画素電極と対向して前記液晶を駆動する共通電極（対向電極）が形成されているＴＮ（Ｔｗｉｓｔｅｄ Ｎｅｍａｔｉｃ）モードやＶＡ（Ｖｅｒｔｉｃａｌ Ａｌｉｇｎｅｄ Ｎｅｍａｔｉｃ）モードなどの電気光学装置に適用できる。
【００１５】
また、本発明は、前記素子基板に前記走査線および前記データ線のうちの他方の信号線と、前記画素電極と対向して前記液晶を駆動する共通電極とが形成されているＩＰＳ（Ｉｎ−Ｐｌａｎｅ Ｓｗｉｔｃｈｉｎｇ）モードやＦＦＳ（Ｆｒｉｎｇｅ Ｆｉｅｌｄ Ｓｗｉｔｃｈｉｎｇ）モードなど、横電界を利用するタイプの電気光学装置にも適用することができる。
【００１６】
本発明において、前記素子基板には、前記非線形素子に直列接続し、かつ、前記画素電極、前記液晶および前記共通電極によって構成される液晶容量に並列接続された補助容量が形成されていることが好ましい。このように構成すると、非線形素子に容量が寄生している場合でも、画素電極に印加される電圧が高くなるので、駆動電圧を低く設定したときでも、所定の電圧を画素電極に印加することができる。
【００１７】
本発明に係る電気光学装置は、例えば、携帯電話機やモバイルコンピュータなどといった電子機器に用いられる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１８】
以下、本発明の実施形態を図面に基づいて説明する。なお、参照する各図において、図面上で認識可能な大きさとするために縮尺が各層や各部材ごとに異なる場合がある。また、各図においては、断面図および平面図に関わらず、非線形素子を構成するタンタル膜などの導電膜について右下がりの斜線を付し、クロム膜などの導電膜については右上がりの斜線を付してある。
【００１９】
［実施の形態１］
（電気光学装置の構成例）
図１は、本発明の実施の形態１に係る電気光学装置（液晶装置）の電気的構成を示すブロック図である。図２は、図１に示す電気光学装置の構成を模式的に示す断面図である。
【００２０】
図１に示す電気光学装置１はＴＮモードやＶＡモードの液晶装置であり、この電気光学装置１では、複数本の走査線３が行（Ｘ）方向に延在して形成され、複数本のデータ線２（本発明における一方の信号線）が列（Ｙ）方向に延在して形成されている。走査線３とデータ線２との各交差点に対応する位置には複数の画素１０が形成され、これらの画素１０はマトリクス状に配置されている。各画素１０では、データ線２と走査線３との間に、後述する画素電極、液晶層および対向電極（走査線３）によって構成された液晶容量４と、後述する非線形素子によって構成された画素スイッチング素子５とが直列接続され、図１に示す例では、液晶容量４が走査線３の側に、画素スイッチング素子５がデータ線２の側に接続されている。ここで、各走査線３は走査線駆動回路１３によって駆動される一方、各データ線２はデータ線駆動回路１２によって駆動される。なお、液晶容量４がデータ線２の側に接続され、画素スイッチング素子５が走査線３の側に接続されることもある。
【００２１】
本形態の電気光学装置１は、具体的には図２に示すように、対向配置された一対の基板を有しており、一対の基板のうち、一方の基板は素子基板２０であり、他方の基板は対向基板３０である。素子基板２０の内側表面には、複数本のデータ線２と、データ線２に接続される複数の画素スイッチング素子５と、画素スイッチング素子５と１対１に接続される画素電極４１とが形成されている。データ線２は、図２において紙面に対して垂直方向に延在して形成される一方、画素スイッチング素子５および画素電極は、マトリクス状に配列されている。画素電極４１などの表面側には、ポリイミドなどからなる配向膜２２が形成されている。対向基板３０の内側表面には、走査線３として機能する対向電極３１（共通電極）が、データ線２と直交する方向に形成され、その表面には、ポリイミドなどからなる配向膜３２が形成されている。素子基板２０と対向基板３０とは、シール材１４によって貼り合わされ、その内側に液晶１１が挟持されている。なお、本形態の電気光学装置１には、ＣＯＧ（Ｃｈｉｐ Ｏｎ Ｇｌａｓｓ）技術が適用されており、素子基板２０の表面に直接、液晶駆動用ＩＣチップ１５が実装されている。
【００２２】
本形態では、素子基板２０と対向基板３０との間に所定の間隔を確保することを目的に、素子基板２０には、後述する柱状スペーサが形成され、この柱状スペーサの上端部が対向基板３０に当接することにより、素子基板２０と対向基板３０との間隔が制御されている。
【００２３】
なお、電気光学装置１をカラー表示用に構成する場合、対向基板３０には、「Ｒ」、「Ｇ」、「Ｂ」のカラーフィルタが形成されるが、本発明とは直接、関係しないので、その図示や説明を省略する。また、対向基板３０には、ブラックマトリクスなどと称せられる遮光膜や平坦化膜などが形成される場合もあるが、これらについても説明を省略する。さらに、素子基板２０の外側表面や対向基板３０の外側表面には、配向膜２２、３２へのラビング方向などに対応した光軸を有する偏光板や位相差板などの光学部材が配置されるが、これらの光学部材についても図示および説明を省略する。
【００２４】
（素子基板２０の詳細構成）
図３および図４はそれぞれ、本発明の実施の形態１に係る電気光学装置に用いた素子基板の数画素分のレイアウトを示す平面図、およびこの素子基板上に形成した画素スイッチング素子の斜視図である。図５（ａ）、（ｂ）、（ｃ）、（ｄ）はそれぞれ、図３のＡ１−Ａ１′線、Ｂ１−Ｂ１′線、Ｃ１−Ｃ１′線、Ｄ１−Ｄ１′線で電気光学装置１を切断したときの様子を模式的に示す断面図である。
【００２５】
図３、図４および図５（ａ）、（ｂ）、（ｃ）、（ｄ）に示すように、本形態の電気光学装置１において、素子基板２０には、タンタル酸化膜などからなる下地層２００が形成され、この下地層２００の上層には、データ線２、データ線２に電気的に接続する画素スイッチング素子５、および画素スイッチング素子５を介してデータ線２に接続する画素電極４１が形成されている。本形態において、画素スイッチング素子５は、以下に詳述するように、互いに逆極性で並列接続された第１の非線形素子５ａ（ＴＦＤ（Ｔｈｉｎ Ｆｉｌｍ Ｄｉｏｄｅ）素子）と第２の非線形素子５ｂ（ＴＦＤ）とから構成されている。
【００２６】
本形態では、画素スイッチング素子５を構成するにあたって、まず、データ線２と交差する方向に、短冊状の第１の下電極５１と短冊状の第２の下電極５２とが並列に形成されている。ここで、第１の下電極５１および第２の下電極５２は、膜厚が例えば１００〜１５０ｎｍ程度のタンタル膜などから構成されている。第１の下電極５１および第２の下電極５２としては、タンタル単体膜、あるいはタンタルを主成分とする合金、例えば、タングステン−タンタル合金を用いることができる。また、第１の下電極５１および第２の下電極５２は、ニオブ単体膜、あるいはニオブとタンタルとの合金などによって構成されることもある。
【００２７】
第１の下電極５１の表面には、厚さが２０〜４０ｎｍのタンタル酸化膜５０ａ（陽極酸化膜）からなる第１の素子用絶縁膜５７が形成され、第２の下電極５２の表面には、同じく、厚さが２０〜４０ｎｍのタンタル酸化膜５０ａ（陽極酸化膜）からなる第２の素子用絶縁膜５８が形成されている。
【００２８】
データ線２は、第１の下電極５１および第２の下電極５２の一方側端部に対して上層側で重なるように延びたクロム膜などから形成され、第１の上電極５３を構成している。また、素子基板２０には、データ線２と並行するように短冊状のクロム膜などからなる第２の上電極５４が形成され、第２の上電極５４は、第１の下電極５１および第２の下電極５２の他方側端部に対して上層側で重なっている。データ線２および第２の上電極５４の膜厚は、例えば１００〜５００ｎｍ程度である。
【００２９】
このように本形態では、データ線２（第１の上電極５３）、第１の下電極５１、第２の上電極５４および第２の下電極５２は、略井桁状に配置されており、第１の下電極５１の一方側端部とデータ線２とが重なる領域には、第１の下電極５１、第１の素子用絶縁膜５７およびデータ線２（第１の上電極５３）によって第１の非線形素子５ａが形成され、第２の下電極５２の他方側端部と信号線とが重なる領域には、第２の下電極５２、第２の素子用絶縁膜５８および第２の上電極５４によって第２の非線形素子５ｂが形成されている。
【００３０】
ここで、第１の下電極５１と第２の上電極５４は、互いに重なり合う領域が広めの矩形領域として形成されており、第１の下電極５１と第２の上電極５４との重なり部分には、第１の下電極５１と第２の上電極５４とが接続する第１の接続部５５が形成されている。すなわち、第１の下電極５１の矩形領域では、図５（ａ）、（ｄ）に示すように、第１の素子用絶縁膜５７（タンタル酸化膜５０ａ）および第１の下電極５１がスリット状に部分的に除去され、このようなスリット５５１の形成により露出した第１の下電極５１の端面５１５と第２の上電極５４とが直接、接触して第１の接続部５５が形成されている。
【００３１】
また、第２の下電極５２とデータ線２は、互いに重なり合う領域が広めの矩形領域として形成されており、第２の下電極５２とデータ線２との重なり部分には、第２の下電極５２とデータ線２とが接続する第２の接続部５６が形成されている。すなわち、第２の下電極５２の矩形領域では、図５（ｂ）、（ｃ）に示すように、第２の素子用絶縁膜５８（タンタル酸化膜５０ａ）および第２の下電極５２がスリット状に部分的に除去され、このようなスリット５６１の形成により露出した第２の下電極５２の端面５２５とデータ線２とが直接、接触して第２の接続部５６が形成されている。
【００３２】
このように構成した画素スイッチング素子５の上層側には層間絶縁膜２５が形成され、この層間絶縁膜２５の上層側にはＩＴＯなどからなる画素電極４１が形成されている。ここで、層間絶縁膜２５には、第１の下電極５１と第２の上電極５４と重なる部分にコンタクトホール２６が形成され、このコンタクトホール２６によって、画素電極４１と第２の上電極５４とが電気的に接続している。
【００３３】
また、本形態では、素子基板２０には、素子基板２０と対向基板３０との間隔を制御するための柱状スペーサ１８が形成され、この柱状スペーサ１８は、第２の下電極５２の一方側端部とデータ線２との重なり領域に形成されている。なお、画素電極４１や柱状スペーサ１８の上層側には配向膜２２が形成されている。
【００３４】
（電気光学装置の製造方法）
図６（ａ）〜（ｅ）は、本形態の電気光学装置１の製造工程のうち、素子基板２０の製造工程を示す説明図である。なお、図６（ａ）〜（ｅ）において、左側領域には画素１つ分の平面図を示し、右側領域には、図３のＤ１−Ｄ１′線に相当する位置での断面図を示してある。なお、以下に説明する工程は、通常、素子基板を多数取りできる大型の元基板の状態で行われるが、以下の説明では、単品サイズの素子基板および大型の元基板を区別せずに素子基板２０と称して説明する。
【００３５】
まず、図６（ａ）に示すように、素子基板２０の全面にタンタル酸化膜などにより下地層２００を形成する。次に、素子基板２０の全面にタンタル膜を形成した後、フォトリソグラフィ技術を用いて、タンタル膜をパターニングし、給電線８ｂ、第１の下電極５１および第２の下電極５２を備えたタンタルパターン８ａを形成する。
【００３６】
次に、給電線８ｂから給電してタンタルパターン８ａに陽極酸化を行い、図６（ｂ）に示すように、タンタルパターン８ａの表面全体に膜厚が２０〜４０ｎｍのタンタル酸化膜５０ａを形成する。このようなタンタル酸化膜５０ａのうち、第１の下電極５１の表面に形成されたタンタル酸化膜５０ａが第１の素子用絶縁膜５７であり、第２の下電極５２の表面に形成されたタンタル酸化膜５０ａが第２の素子用絶縁膜５８である。なお、陽極酸化を行った後、素子基板２０を加熱炉内で加熱し、タンタル酸化膜５０ａ（第１の素子用絶縁膜５７および第２の素子用絶縁膜５８）内の転位や空孔などの欠陥密度を低減してもよい。
【００３７】
次に、フォトリソグラフィ技術を用いて、タンタルパターン８ａおよびその表面に形成されたタンタル酸化膜５０ａを、図６（ｃ）に示すようにパターニングし、給電線８ｂをエッチング除去する。その結果、第１の下電極５１と第２の下電極５２が島状に形成されるが、第１の下電極５１の表面には第１の素子用絶縁膜５７が残っており、第２の下電極５２の表面には第２の素子用絶縁膜５８が残っている。その際、第１の下電極５１の他方側端部に形成されている矩形領域、およびその表面に形成されている第１の素子用絶縁膜５７にスリット５５１を形成し、スリット５５１内で第１の下電極５１の端面を５１５露出させる。また、第２の下電極５２の一方側端部に形成されている矩形領域、およびその表面に形成されている第２の素子用絶縁膜５８にスリット５６１を形成し、スリット５６１内で第２の下電極５２の端面５２５を露出させる。
【００３８】
次に、素子基板２０の全面にクロム膜などの導電膜を形成した後、フォトリソグラフィ技術を用いて、クロム膜などの導電膜を、図６（ｄ）に示すようにパターニングし、データ線２（第１の上電極５３）および第２の上電極５４を形成する。その結果、信号線２（第１の上電極５３）、第１の下電極５１、第２の上電極５４および第２の下電極５２は、略井桁状に配置され、第１の下電極５１の一方側端部とデータ線２（第１の上電極５３）とが重なる領域に第１の非線形素子５ａが形成され、第２の下電極５２の他方側端部と第２の上電極５４とが重なる領域に第２の非線形素子５ｂが形成される。また、第１の下電極５１の矩形領域では、第１の下電極５１の端面５１５と第２の上電極５４とが直接、接触して第１の接続部５５が形成され、第２の下電極５２の矩形領域では、第２の下電極５２の端面５２５とデータ線２とが直接、接触して第２の接続部５６が形成される。
【００３９】
このようにして、第１の非線形素子５ａおよび第２の非線形素子５ｂを備えた画素スイッチング素子５を形成した後、その表面側に、図６（ｅ）に示すように、コンタクトホール２６を備えた層間絶縁膜２５を形成する。ここで、層間絶縁膜２５がシリコン酸化膜である場合、素子基板２０の全面にシリコン酸化膜などの絶縁膜を形成した後、フォトリソグラフィ技術を用いて、絶縁膜を図６（ｅ）に示すようにパターニングし、コンタクトホール２６を形成する。これに対して、層間絶縁膜２５が感光性樹脂層である場合、素子基板２０の全面に感光性樹脂を塗布した後、選択的に露光し、現像し、図６（ｅ）に示すように、コンタクトホール２６を備えた層間絶縁膜２５を形成する。
【００４０】
次に、層間絶縁膜２５の表面にＩＴＯ膜などの導電膜を形成した後、フォトリソグラフィ技術を用いて、ＩＴＯなどの導電膜を図３および図５に示すようにパターニングし、画素電極４１を形成する。このようにして形成した画素電極４１は、コンタクトホール２６を介して画素スイッチング素子５の第２の上電極５４に電気的に接続する。
【００４１】
次に、素子基板２０の全面に感光性樹脂を厚く塗布した後、選択的に露光し、現像し、図３および図５に示すように、第２の下電極５２の一方側端部とデータ線２とが重なる領域に第２柱状スペーサ１８を形成する。
【００４２】
しかる後、素子基板２０の全面にポリイミド樹脂などを塗布、焼成した後、ラビング処理を行い、配向膜２２を形成する。このようにして素子基板２０を形成する。
【００４３】
このようにして製造した素子基板２０は、対向電極３１および配向膜３２が形成された対向基板３０とシール材１４によって貼り合わせた後、シール材１４の途切れ部分から液晶１１を注入し、しかる後に、シール材１４の途切れ部分を封止材で封止する。これにより、電気光学装置１が完成する。
【００４４】
（本形態の主な効果）
以上説明したように、本形態の電気光学装置１において、素子基板２０には、第１の非線形素子５ａと第２の非線形素子５ｂを極性を逆向きにして並列に電気的した画素スイッチング素子５が用いられている。このため、画素スイッチング素子５では、電流−電圧の非線形特性が正負の双方向にわたって対称であるため、反転駆動方式を採用した場合でも、品位の高い画像を安定して表示できる。しかも、本形態の画素スイッチング素子５では、Ｂａｃｋ−ｔｏ−Ｂａｃｋ構造の非線形素子と違って、選択時には、第１の非線形素子５ａおよび第２の非線形素子５ｂのうちの一方がオン状態になればよいので、駆動電圧を低く設定することができ、かつ、第１の非線形素子５ａおよび第２の非線形素子５ｂのうちの一方に大きな負荷がかかることもない。さらに、十分なレベルのオン電流を確保する場合でも、第１の素子用絶縁膜５７および第２の素子用絶縁膜５８が厚くてよいので、本形態の画素スイッチング素子５は、Ｂａｃｋ−ｔｏ−Ｂａｃｋ構造の非線形素子と比較して、特性の経時変化が小さく、信頼性が高い。
【００４５】
また、本形態では、画素スイッチング素子５を平面的にみたとき、データ線２（第１の上電極５３）、第１の下電極５１と、第２の上電極５４および第２の下電極５２が井桁状にレイアウトされ、４つの角部分のうち、対角に位置する２つの角部分を利用して第１の非線形素子５ａおよび第２の非線形素子５ｂが構成されている。また、残りの２つの角部分を利用して、第１の下電極５１と第２の上電極５４とを接続する第１の接続部５５と、第２の下電極５２とデータ線２とを接続させる第２の接続部５６とが形成されている。このため、第１の下電極５１および第２の下電極５２を短くしても、第１の下電極５１および第２の下電極５２と、信号線２（第１の上電極５３）および第２の上電極５４と容易にかつ確実に重ねることができ、狭い領域内に２つの非線形素子５ａ、５ｂ、および２つの接続部５５、５６を配置することができる。それ故、極性を逆向きにして第１の非線形素子５ａと第２の非線形素子５ｂとを並列接続して画素スイッチング素子５を構成した場合でも、その占有面積を狭くすることができ、高い画素開口率を確保することができる。
【００４６】
［実施の形態２］
図７（ａ）、（ｂ）、（ｃ）、（ｄ）はそれぞれ、本発明の実施の形態２に係る電気光学装置１を図３のＡ１−Ａ１′線、Ｂ１−Ｂ１′線、Ｃ１−Ｃ１′線、Ｄ１−Ｄ１′線に相当する位置で切断したときの構造を模式的に示す断面図である。図８（ａ）〜（ｅ）は、本形態の電気光学装置の製造工程のうち、素子基板の製造工程を示す説明図である。なお、図８（ａ）〜（ｅ）において、左側領域には画素１つ分の平面図を示し、右側領域には、図３のＤ１−Ｄ１′線に相当する位置での断面図を示してある。なお、本形態の電気光学装置の基本的な構成は、実施の形態１と同様であるため、共通する部分には同一の符号を付してそれらの説明を省略する。
【００４７】
本形態の電気光学装置１は、図７（ａ）〜（ｄ）に示すように、画素スイッチング素子５は、実施の形態１と同様、互いに逆極性で並列接続された第１の非線形素子５ａ（ＴＦＤ）と第２の非線形素子５ｂ（ＴＦＤ）とから構成されている。第１の非線形素子５ａは、データ線２と交差する方向に延びてデータ線２に下層側で部分的に重なるタンタル膜からなる第１の下電極５１と、第１の下電極５１の表面に形成されたタンタル酸化膜（陽極酸化膜）からなる第１の素子用絶縁膜５７と、データ線２からなる第１の上電極５３とによって構成されている。また、第２の非線形素子５ｂは、第１の下電極５１と並列に形成されてデータ線２に下層側で部分的に重なるタンタル膜からなる第２の下電極５２と、第２の下電極５２の表面に形成されたタンタル酸化膜（陽極酸化膜）からなる第２の素子用絶縁膜５８と、データ線２と並列に形成されて第１の下電極５１および第２の下電極５２に対して上層側でＧ部分的に重なるクロム膜からなる第２の上電極５４とを備えている。
【００４８】
このように構成した画素スイッチング素子５において、第１の素子用絶縁膜５７は、第１の下電極５１の側面に形成されているタンタル酸化膜５０ｃより上面に形成されているタンタル酸化膜５０ｂの方が厚い。また、第２の素子用絶縁膜５８でも、第２の下電極５２の側面に形成されているタンタル酸化膜５０ｃより上面に形成されているタンタル酸化膜５０ｂの方が厚い。例えば、第１の下電極５１および第２の下電極５２の上面に形成されているタンタル酸化膜５０ｂの膜厚は５０ｎｍ〜１００ｎｍであるが、側面に形成されているタンタル酸化膜５０ｃの膜厚は２０〜４０ｎｍである。
【００４９】
このように構成した画素スイッチング素子５では、第１の非線形素子５ａおよび第２の非線形素子５ｂのいずれにおいても、第１の下電極５１の上面とデータ線２との間に寄生する容量、および第２の下電極５２の上面と第２の上電極５４との間に寄生する容量が無視できるほど小さいので、画素スイッチング素子５全体としての寄生容量が小さい。
【００５０】
このような構成の画素スイッチング素子５を備えた電気光学装置１を製造するには、まず、図８（ａ）に示すように、素子基板２０の表面全体にタンタル酸化膜などからなる下地層２００を形成した後、下地層２００の表面全体にタンタル膜８ｃを形成する。
【００５１】
次に、タンタル膜８ｃに陽極酸化を行い、膜厚が５０ｎｍ〜１００ｎｍの厚いタンタル酸化膜５０ｂを形成する。
【００５２】
次に、フォトリソグラフィ技術を用いて、タンタル酸化膜５０ｂおよびタンタル膜８ｃをパターニングし、図８（ｃ）に示すように、給電線８ｂ、第１の下電極５１および第２の下電極５２を備えたタンタルパターン８ａを形成する。
【００５３】
次に、給電線８ｂから給電してタンタルパターン８ａに陽極酸化を行い、図８（ｄ）に示すように、タンタルパターン８ａの側面に、膜厚が２０〜４０ｎｍの薄いタンタル酸化膜５０ｃを形成する。このようにして第１の下電極５１および第２の下電極５２の表面に第１の素子用絶縁膜５７および第２の素子用絶縁膜５８を形成するが、第１の素子用絶縁膜５７および第２の素子用絶縁膜５８のいずれにおいても、その上面に形成されたタンタル酸化膜５０ｂは、側面に形成されたタンタル酸化膜５０ｃより厚い。
【００５４】
次に、フォトリソグラフィ技術を用いて、タンタルパターン８ａおよびその表面に形成されたタンタル酸化膜５０ａ、５０ｂを、図８（ｅ）に示すようにパターニングし、給電線８ｂを除去する。その結果、第１の下電極５１および第２の下電極５２が島状に形成され、その表面には第１の素子用絶縁膜５７および第２の素子用絶縁膜５８が残っている。その際、第１の下電極５１の他方側端部に形成されている矩形領域、およびその表面に形成されている第１の素子用絶縁膜５７をスリット５５１を形成し、スリット５５１内で第１の下電極５１の端面５１５を露出させる。また、第２の下電極５２の一方側端部に形成されている矩形領域、およびその表面に形成されている第２の素子用絶縁膜５８にスリット５６１を形成し、スリット５６１内で第２の下電極５２の端面５２５を露出させる。
【００５５】
それ以降の工程は、実施の形態１に関して、図６（ｄ）〜図６（ｅ）などを参照して説明した工程と同様であるため、説明を省略する。
【００５６】
［実施の形態３］
（全体構成）
図９は、本発明の実施の形態２に係る電気光学装置（液晶装置）の電気的構成を示すブロック図である。図１０は、図９に示す電気光学装置の構成を模式的に示す断面図である。
【００５７】
図９に示す電気光学装置１はＩＰＳモードの液晶装置であり、この電気光学装置１では、Ｘ方向に延びた走査線３（本発明における一方の信号線）と、Ｙ方向に延びたデータ線２との交差点に対応して複数の画素１０がマトリクス状に構成されている。データ線２はデータ線駆動回路１２に接続され、走査線３は走査線駆動回路１３に接続されている。本形態では、走査線３に画素スイッチング素子５が接続され、この画素スイッチング素子５を介して画素電極４６が接続されている。データ線２には共通電極２０５が接続しており、共通電極２０５と画素電極４６との間には液晶容量４が形成され、液晶容量４と画素スイッチング素子５とは直列接続されている。また、本形態では、データ線２と画素電極４６との間には補助容量９が形成されており、補助容量９は、画素スイッチング素子５に直列接続され、液晶容量４には並列接続されている。
【００５８】
このような構成の電気光学装置１は、例えば、図１０に示すように構成され、対向配置された一対の基板を有している。一方の基板は、画素スイッチング素子５や画素電極４６が形成された素子基板２０であり、他方の基板は対向基板３０である。素子基板２０と対向基板３０とはシール材１４によって貼り合わされ、その内側に液晶１１が封入されている。本形態の電気光学装置１でも、実施の形態１と同様、素子基板２０の表面に直接、液晶駆動用ＩＣチップ１５が実装されている。
【００５９】
本形態において、液晶１１はＩＰＳモードで駆動されるため、素子基板２０の内側表面には、複数本のデータ線２、データ線２に接続される複数の画素スイッチング素子５、および画素スイッチング素子５と１対１に接続される画素電極４６に加えて、詳しくは後述するように、図９に示した走査線３、共通電極２０５および補助容量９も形成されている。なお、画素電極４６などの表面には、ポリイミドなどからなる配向膜２２が形成されている。対向基板３０の内側表面には、ポリイミドなどからなる配向膜３２が形成され、実施の形態１と違って、対向基板３０の内側表面には対向電極が形成されていない。なお、本形態でも、電気光学装置１をカラー表示用に構成する場合、対向基板３０には、「Ｒ」、「Ｇ」、「Ｂ」のカラーフィルタが形成されるが、本発明とは直接、関係しないので、その図示や説明を省略する。また、対向基板３０には、ブラックマトリクスなどと称せられる遮光膜や、平坦化膜が形成される場合もあるが、これらについても説明を省略する。また、素子基板２０の外側表面や対向基板３０の外側表面には、偏光板や位相差板などの光学部材が配置されるが、これらの光学部材についても図示および説明を省略する。
【００６０】
（素子基板２０の詳細構成）
図１１は、本発明の実施の形態３に係る電気光学装置に用いた素子基板において、数画素分のレイアウトを示す平面図である。図１２（ａ）、（ｂ）、（ｃ）、（ｄ）はそれぞれ、図１１のＡ２−Ａ２′線、Ｂ２−Ｂ２′線、Ｃ２−Ｃ２′線、Ｄ２−Ｄ２′線で電気光学装置を切断したときの構造を模式的に示す断面図である。
【００６１】
図１１および図１２（ａ）、（ｂ）、（ｃ）、（ｄ）において、本形態の電気光学装置１では、Ｙ方向に延びたデータ線２は、タンタルなどからなる金属配線であり、Ｘ方向に延びた走査線３は、クロムなどからなる金属配線である。
【００６２】
本形態でも、データ線２と走査線３との交差点の近傍には、画素スイッチング素子５が形成され、この画素スイッチング素子５には、Ｙ方向に延びた画素配線部３０５、Ｘ方向に延びた容量用上電極３０１、Ｙ方向に延びた櫛歯状の画素電極４６、およびＸ方向に延びた容量用上電極３０２がこの順に接続されている。これらの電極などは、走査線３と同時形成されたクロム膜によって形成されている。また、画素１０内には、データ線２からのＸ方向への突出部分によって２本の容量用下電極２０１、２０２が構成され、容量用下電極２０１、２０２同士を接続するように櫛歯状の共通電極２０５がＹ方向に延びている。これらの電極などは、データ線２と同時形成されたタンタル膜によって形成されている。ここで、共通電極２０５と画素電極４６とは、Ｘ方向において交互に配置され、その間で液晶１１を駆動する。
【００６３】
共通電極２０５、容量用下電極２０１、２０２およびデータ線２の表面には、膜厚が１００〜２５０ｎｍの厚いタンタル酸化膜５０ｅが形成され、このタンタル酸化膜５０ｅのうち、容量用下電極２０１、２０２の表面を覆うタンタル酸化膜５０ｅによって、補助容量９の容量用絶縁膜９１が構成されている。すなわち、本形態では、容量用下電極２０１、この容量用下電極２０１の表面に形成された容量用絶縁膜９１、およびこの容量用絶縁膜９１を介して容量用下電極２０１に対向する容量用上電極３０１によって第１の補助容量９ａが形成され、容量用下電極２０２、この容量用下電極２０２の表面に形成された容量用絶縁膜９１、およびこの容量用絶縁膜９１を介して容量用下電極２０２に対向する容量用上電極３０２によって第２の補助容量９ｂが構成され、これらの補助容量９ａ、９ｂが補助容量９として機能する。
【００６４】
本形態において、画素スイッチング素子５は、以下に説明するように、基本的には、実施の形態１で用いた画素スイッチング素子と同様な構成を備えている。但し、本形態では、実施の形態１とは違って、タンタル膜の陽極酸化に用いた給電線をそのままデータ線２として用いた構成になっている。
【００６５】
本形態において、画素スイッチング素子５は、実施の形態１と同様、互いに逆極性で並列接続された第１の非線形素子５ａ（ＴＦＤ）と第２の非線形素子５ｂ（ＴＦＤ）とから構成されている。すなわち、本形態では、まず、走査線３と交差する方向に、短冊状の第１の下電極５１と短冊状の第２の下電極５２とが並列に形成されている。また、第１の下電極５１の表面には、補助容量９を構成するタンタル酸化膜５０ｅよりも薄いタンタル酸化膜５０ｄ（陽極酸化膜）からなる第１の素子用絶縁膜５７が形成され、第２の下電極５２の表面にも、補助容量９を構成するタンタル酸化膜５０ｅよりも薄いタンタル酸化膜５０ｄ（陽極酸化膜）からなる第２の素子用絶縁膜５８（図１３を参照して後述する）が形成されている。ここで、タンタル酸化膜５０ｄの膜厚は、例えば２０〜４０ｎｍである。走査線３は、第１の下電極５１および第２の下電極５２の一方側端部に対して上層側で重なるように延びたクロム膜などから形成され、第１の上電極５３を構成している。また、素子基板２０には、データ線２と並行するように短冊状のクロム膜などからなる第２の上電極５４が形成され、第２の上電極５４は、第１の下電極５１および第２の下電極５２の他方側端部に対して上層側で重なっている。
【００６６】
このように本形態では、走査線３（第１の上電極５３）、第１の下電極５１、第２の上電極５４および第２の下電極５２は、略井桁状に配置されており、第１の下電極５１の一方側端部とデータ線２とが重なる領域に第１の非線形素子５ａが形成され、第２の下電極５２の他方側端部と信号線とが重なる領域に第２の非線形素子５ｂが形成されている。
【００６７】
本形態でも、第１の下電極５１と第２の上電極５４は、互いに重なり合う領域が広めの矩形領域として形成されており、第１の下電極５１の矩形領域では、図１２（ａ）に示すように、第１の素子用絶縁膜５７（タンタル酸化膜５０ｄ）および第１の下電極５１がスリット状に部分的に除去され、このようなスリット５５１の形成により露出した第１の下電極５１の端面５１５と第２の上電極５４とが直接、接触して第１の接続部５５が形成されている。また、第２の下電極５２と走査線３は、互いに重なり合う領域が広めの矩形領域として形成されており、第２の下電極５２の矩形領域では、図１２（ｂ）に示すように、第２の素子用絶縁膜５８（タンタル酸化膜５０ｄ）および第２の下電極５２がスリット状に部分的に除去され、スリット５６１の形成により露出した第２の下電極５２の端面５２５とデータ線２とが直接、接触して第２の接続部５６が形成されている。
【００６８】
なお、本形態では、データ線２と走査線３とが厚いタンタル酸化膜５０ｅを介して交差しているが、このような交差部分での寄生容量が問題となる場合には、データ線２と走査線３との層間に層間絶縁膜を形成すればよい。この場合、画素スイッチング素子５を形成する領域については、層間絶縁膜を部分的に除去した開口部とすれば、第１の素子用絶縁膜５７のみを介して第１の下電極５１と走査線３（第１の上電極５３）とを対向させることができ、第２の素子用絶縁膜５８を介して第２の下電極５２と第２の上電極５４とを対向させることができる。また、層間絶縁膜を形成した場合、画素電極４６および共通電極２０５が形成されている領域についても、層間絶縁膜を部分的に除去した開口部とすれば、画素電極４６と共通電極２０５とを層間絶縁膜を介さずに対向させることができる。
【００６９】
また、本形態では、共通電極２０５がタンタル膜から構成され、画素電極４６がクロム膜から構成されているが、例えば、タンタル膜とクロム膜とを電気的に接続することにより、共通電極２０５および画素電極４６の双方をタンタル膜とした構成、あるいは共通電極２０５および画素電極４６の双方をクロム膜とした構成を採用してもよい。なお、このようなタンタル膜とクロム膜とを電気的に接続するには、後述する素子基板２０の製造工程において、ブリッジ部をエッチング除去する際、タンタル膜およびその表面に形成されたタンタル酸化膜を部分的に除去してタンタル膜の端面を露出させ、この端面とクロム膜とを接続すれば、接続を図るための工程を別途、行う必要がない。
【００７０】
（電気光学装置１の製造方法）
図１３（ａ）〜（ｅ）は、本形態の電気光学装置の製造工程のうち、素子基板２０の製造工程を示す説明図である。なお、図１３（ａ）〜（ｅ）において、左側領域には１つの画素の非線形素子周辺部分の平面図を示し、右側領域には、図１３（ａ）のＦ２−Ｆ２′線に相当する位置での断面図を示してある。
【００７１】
まず、図１３（ａ）に示すように、素子基板２０の表面全体にタンタル酸化膜などにより下地層２００を形成する。次に、素子基板２０の全面にタンタル膜を形成した後、フォトリソグラフィ技術を用いて、タンタル膜をパターニングし、データ線２、第１の下電極５１、第２の下電極５２、および共通電極２０５を備えたタンタルパターン８ｈを形成する。ここで、第１の下電極５１および第２の下電極５２は、データ線２に対してブリッジ部８ｇを介して接続している。
【００７２】
次に、データ線２から給電してタンタルパターン８ｈの表面全体に陽極酸化を行い、図１３（ｂ）に示すように、タンタルパターンの表面に薄いタンタル酸化膜５０ｄを形成する。このようなタンタル酸化膜５０ｄのうち、第１の下電極５１の表面に形成されたタンタル酸化膜５０ｄが第１の素子用絶縁膜５７であり、第２の下電極５２の表面に形成されたタンタル酸化膜５０ｄが第２の素子用絶縁膜５８である。
【００７３】
次に、フォトリソグラフィ技術を用いて、タンタルパターン８ｈおよびその表面に形成されたタンタル酸化膜５０ｄを、図１３（ｃ）に示すようにパターニングし、ブリッジ部８ｇを除去する。その結果、表面に第１の素子用絶縁膜５７が形成された第１の下電極５１と、表面に第２の素子用絶縁膜５８が形成された第２の下電極５２とが島状に形成される。その際、第１の下電極５１の端部に形成されている矩形領域、およびその表面に形成されている第１の素子用絶縁膜５７をスリット状に除去し、このスリット５５１内で第１の下電極５１の端面５１５を露出させる。また、第２の下電極５２の端部に形成されている矩形領域、およびその表面に形成されている第２の素子用絶縁膜５８をスリット状に除去し、このスリット５６１内で第２の下電極５２の端面５２５を露出させる。
【００７４】
次に、データ線２から給電して共通電極２０５の表面全体に陽極酸化を行い、図１３（ｄ）に示すように、容量用下電極２０１、２０２の表面に厚いタンタル酸化膜５０ｅ（容量用絶縁膜９１）を形成する。その際、データ線２および共通電極２０５の表面にも厚いタンタル酸化膜５０ｅが形成されるが、第１の下電極５１および第２の下電極５２には、厚いタンタル酸化膜５０ｅが形成されない。
【００７５】
次に、素子基板２０の全面にクロム膜を形成した後、フォトリソグラフィ技術を用いて、クロム膜を、図１３（ｅ）に示すようにパターニングし、走査線３（第１の上電極５３）、第２の上電極５４、画素電極４６、および容量用上電極３０１、３０２を形成する。
【００７６】
その結果、走査線３（第１の上電極５３）、第１の下電極５１、第２の上電極５４および第２の下電極５２は、略矩形に配置され、第１の下電極５１の一方側端部と走査線３とが重なる領域に第１の非線形素子５ａが形成され、第２の下電極５２の他方側端部と第２の上電極５４とが重なる領域に第２の非線形素子５ｂが形成される。また、第１の下電極５１の矩形領域では、第１の下電極５１の端面５１５と第２の上電極５４とが直接、接触して第１の接続部５５が形成される。同様に、第２の下電極５２の矩形領域では、第２の下電極５２の端面５２５と走査線３とが直接、接触して第２の接続部５６が形成される。また、容量用上電極３０１、３０２が容量用絶縁膜９１を介して容量用下電極２０１、２０２と重なる領域に形成され、補助容量９（補助容量９ａ、９ｂ）が形成される。さらに、画素電極４６に対して共通電極２０５が対向するように形成される。それ以降の工程は、基本的には、実施の形態１と同様であるため、その説明を省略する。
【００７７】
（本形態の主な効果）
以上説明したように、本形態の電気光学装置１においても、素子基板２０には、極性を逆向きにして第１の非線形素子５ａと第２の非線形素子５ｂとを並列接続した画素スイッチング素子５が用いられているため、電流−電圧の非線形特性が正負の双方向にわたって対称である。従って、反転駆動方式を採用した場合でも、品位の高い画像を安定して表示できるなど実施の形態１と同様な効果を奏する。
【００７８】
また、本形態では、液晶容量４に並列に補助容量９を形成したため、画素スイッチング素子５に十分な電圧を印加することができる。それ故、画素スイッチング素子５を迅速、かつ確実にオン状態に変化させることができるので、液晶容量４に対して所定の電荷を精度よく蓄積することができ、その結果、表示品位（とりわけコントラスト）の向上を図ることができる。また、液晶容量４に印加される電荷は、補助容量９にも蓄積されるので、液晶１１に所定の電圧を印加し続けることができるので、その点でも、表示品位（とりわけコントラスト）の向上を図ることができる。
【００７９】
さらに、本形態では、電気光学装置１がＩＰＳモードで構成されているため、素子基板２０に液晶容量４および補助容量９の双方を形成できる。このため、素子基板２０と対向基板３０の間を電気的に接続する必要がないなど、構造の簡素化を図ることができる。また、データ線２および走査線３を形成するプロセスを利用して画素電極４６および共通電極２０５を形成することができる。
【００８０】
［その他の実施の形態］
実施の形態１、２では、ＴＮモードやＶＡＮモードを採用した電気光学装置１においてデータ線２に画素スイチング素子５が接続され、実施の形態３では、ＩＰＳモードを採用した電気光学装置１において走査線３に画素スイッチング素子５が接続された構成であったが、ＴＮモードやＶＡＮモードを採用した電気光学装置１において走査線３に画素スイチング素子５が接続され、ＩＰＳモードを採用した電気光学装置１においてデータ線２に画素スイッチング素子５が接続された構成を採用した場合に本発明を適用してもよい。
【００８１】
また、実施の形態３では、ＩＰＳモードを採用した電気光学装置１において液晶容量４に補助容量９を並列に接続したが、ＴＮモードやＶＡＮモードを採用した電気光学装置１において補助容量９を形成してもよい。
【００８２】
［電子機器への搭載例］
本発明を適用した電気光学装置１は、携帯電話機やモバイル型のパーソナルコンピュータの他、マルチメディア対応のパーソナルコンピュータ（ＰＣ）、エンジニアリング・ワークステーション（ＥＷＳ）、ページャ、ワードプロセッサ、テレビ、ビューファインダ型またはモニタ直視型のビデオテープレコーダ、電子手帳、電子卓上計算機、カーナビゲーション装置、ＰＯＳ端末、タッチパネルなどの電子機器に適用できる他、３０インチを越えるような大画面を備えた電子機器を構成するのに用いることもできる。
【図面の簡単な説明】
【００８３】
【図１】本発明の実施の形態１に係る電気光学装置の電気的構成を示すブロック図である。
【図２】図１に示す電気光学装置の構成を模式的に示す断面図である。
【図３】図２に示す素子基板の数画素分のレイアウトを示す平面図である。
【図４】本発明を適用した電気光学装置に用いた画素スイッチング素子の斜視図である。
【図５】（ａ）、（ｂ）、（ｃ）、（ｄ）はそれぞれ、図３のＡ１−Ａ１′線、Ｂ１−Ｂ１′線、Ｃ１−Ｃ１′線、Ｄ１−Ｄ１′線で電気光学装置を切断したときの様子を模式的に示す断面図である。
【図６】（ａ）〜（ｅ）は、図１に示す素子基板の製造工程を示す説明図である。
【図７】図３のＡ１−Ａ１′線、Ｂ１−Ｂ１′線、Ｃ１−Ｃ１′線、Ｄ１−Ｄ１′線に相当する位置で本発明の実施の形態２に係る電気光学装置を切断したときの様子を模式的に示す断面図である。
【図８】（ａ）〜（ｅ）は、図７に示す素子基板の製造工程を示す説明図である。
【図９】本発明の実施の形態３に係る電気光学装置の電気的構成を示すブロック図である。
【図１０】図９に示す電気光学装置の構成を模式的に示す断面図である。
【図１１】図９に示す素子基板の数画素分のレイアウトを示す平面図である。
【図１２】（ａ）、（ｂ）、（ｃ）、（ｄ）はそれぞれ、図１１のＡ２−Ａ２′線、Ｂ２−Ｂ２′線、Ｃ２−Ｃ２′線、Ｄ２−Ｄ２′線で電気光学装置を切断したときの様子を模式的に示す断面図である。
【図１３】（ａ）〜（ｅ）は、図１０に示す素子基板の製造工程を示す説明図である。
【符号の説明】
【００８４】
１・・電気光学装置、２・・データ線、３・・走査線、４・・液晶容量、５・・画素スイッチング素子、５ａ・・第１の非線形素子（ＴＦＤ）、５ｂ・・第２の非線形素子（ＴＦＤ）、９・・補助容量、１０・・画素、１１・・液晶、１８・・柱状スペーサ、２０・・素子基板、３０・・対向基板、３１・・対向電極（共通電極）、４１、４６・・画素電極、５１・・第１の下電極、５２・・第２の下電極、５３・・第１の上電極、５４・・第２の上電極、５７・・第１の素子用絶縁膜、５８・・第２の素子用絶縁膜、５５・・第１の接続部、５６・・第２の接続部、９１・・容量用絶縁膜、２０１、２０２・・容量用下電極、２０５・・共通電極、３０１、３０２・・容量用上電極
【技術分野】
【０００１】
本発明は、非線形素子を画素スイッチング素子として用いた電気光学装置、およびこの電気光学装置を備えた電子機器に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
アクティブマトリクス型の電気光学装置では、素子基板の方にデータ線あるいは素子基板に画素スイッチング素子を介して接続する画素電極が形成されている。また、画素スイッチング素子として非線形素子が用いられた電気光学装置では、液晶を反転駆動する場合、画素スイッチング素子の電流−電圧の非線形特性が正負の双方向にわたって対称となるように、極性を逆向きにした２つの非線形素子を直列接続した構造、いわゆるＢａｃｋ−ｔｏ−Ｂａｃｋ構造の非線形素子が用いられることが多い。
【０００３】
しかしながら、Ｂａｃｋ−ｔｏ−Ｂａｃｋ構造の非線形素子の場合には、２つの非線形素子が直列に接続されている分、駆動電圧を高く設定する必要がある。また、一方の非線形素子に大きな負荷がかかりやすい。さらに、オン電流を確保するという点から、下電極と上電極との間に形成される素子用絶縁膜を薄くする必要がある。このため、Ｂａｃｋ−ｔｏ−Ｂａｃｋ構造の非線形素子は、特性の経時変化が大きく、信頼性が低いという問題点がある。
【０００４】
そこで、２つの非線形素子を極性を逆向きにして並列に電気的して、電流−電圧の非線形特性を正負の双方向にわたって対称とする構成が提案されている（例えば、特許文献１参照）。
【特許文献１】特開平７−１５２０７９号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、上記特許文献に開示の構成では、信号線から突起を画素電極に向けて突出させる一方、画素電極から信号線に向けて突起を突出させ、この突起と重なり合う位置に非線形抵抗層を形成して非線形素子を配置するため、非線形素子と画素電極との間、および非線形素子と信号線との間に広い隙間を確保する必要がある。このため、非線形素子およびそれに付随してデッドスペースとなる部分の面積が広く、画素開口率（画素全体において表示に直接寄与する部分の面積比）が低いという問題点がある。ここで、画素開口率が低い場合には、表示光量が少ない分、表示が暗くなってしまうため、バックライトからの出射光量を増大させる必要があり、このような対策は消費電力を増大させるため好ましくない。
【０００６】
以上の問題点に鑑みて、本発明の課題は、極性を逆向きに２つの非線形素子を並列接続させて画素スイッチング素子を構成した場合でも、その占有面積を狭くすることのできる電気光学装置、およびこの電気光学装置を備えた電子機器を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記課題を解決するために、本発明では、液晶を挟持する素子基板と対向基板とを有し、前記素子基板には、走査線およびデータ線のうちの少なくとも一方の信号線と、該信号線に画素スイッチング素子を介して電気的に接続された画素電極とが形成された電気光学装置において、前記画素スイッチング素子は、互いに逆極性で並列接続された第１の非線形素子と第２の非線形素子とを備え、前記第１の非線形素子は、前記一方の信号線と交差する方向に延びて当該一方の信号線に下層側で部分的に重なる第１の下電極と、該第１の下電極の表面に形成された第１の素子用絶縁膜と、前記一方の信号線からなる第１の上電極とによって構成され、前記第２の非線形素子は、前記第１の下電極と並列に形成されて前記一方の信号線に下層側で部分的に重なる第２の下電極と、該第２の下電極の表面に形成された第２の素子用絶縁膜と、前記一方の信号線と並列に形成されて前記第１の下電極および前記第２の下電極に対して上層側で部分的に重なる第２の上電極とを備え、前記第１の下電極と前記第２の上電極との重なり部分には、当該第１の下電極と当該第２の上電極との第１の接続部が形成され、前記第２の下電極と前記一方の信号線との重なり部分には、当該第２の下電極と当該一方の信号線との第２の接続部が形成され、前記画素電極は前記第２の上電極に接続していることを特徴とする。
【０００８】
本願明細書において「並列接続」とは並列に電気的に接続していればよく、「直列接続」とは直列に電気的に接続していればよく、電極同士が直接接続している構成の他、他の配線や電極を介して電気的に接続している構成も含む意味である。また、「並列して形成」とは、電気的に接続しているか否かを問わず、同一方向に延びている様子を意味する。
【０００９】
本発明では、画素スイッチング素子を平面的にみたとき、一方の信号線（第１の上電極）、第１の下電極と、第２の上電極および第２の下電極が井桁状や♯形状にレイアウトされ、４つの角部分のうち、対角に位置する２つの角部分では、一方の信号線と第１の下電極とが重なる部分を利用して第１の非線形素子が構成され、第２の下電極と第２の上電極とが重なる部分を利用して第２の非線形素子が構成されている。また、残りの２つの角部分では、第１の下電極と第２の上電極との重なり部分を第１の接続部として利用し、第２の下電極と信号線との重なり部分を第２の接続部として利用している。このような構成によれば、第１の下電極および第２の下電極については、短くしても、一方の信号線（第１の上電極）および第２の上電極と容易にかつ確実に重ねることができるので、狭い領域内に非線形素子および接続部を配置することができる。それ故、極性を逆向きに２つの非線形素子を並列接続して画素スイッチング素子を構成した場合でも、その占有面積が狭いので、高い画素開口率を確保することができる。
【００１０】
本発明において、前記第１の下電極と前記第２の下電極とは同一の導電材料により構成され、前記一方の信号線と前記第２の上電極とは同一の導電材料により構成されていることが好ましい。このように構成すると、従来と同一の工程数で、２つの非線形素子を極性を逆向きにして並列に電気的した画素スイッチング素子を構成することができる。
【００１１】
本発明において、前記画素電極は、前記第１の下電極と前記第２の上電極との重なり部分で当該第２上電極に電気的に接続し、前記第２の下電極と前記一方の信号線との重なり部分には、前記素子基板と前記対向基板との間の間隔を規定する柱状スペーサが配置されていることが好ましい。このような角部分では比較的広い面積を確保しても、画素スイッチング素子の占有面積が大きく拡がることがないので、高い画素開口率を確保することができる。
【００１２】
本発明において、前記第１の接続部は、前記第１の素子用絶縁膜および前記第１の下電極の部分的な除去により露出した当該第１の下電極の端面と、前記第２の上電極との接続により構成され、前記第２の接続部は、前記第２の素子用絶縁膜および前記第２の下電極の部分的な除去により露出した当該第２の下電極の端面と、前記一方の信号線との接続により構成されていることが好ましい。素子基板の製造工程においては、給電線やブリッジ部分を利用して第１の下電極および第２の下電極に給電して陽極酸化を行い、第１の素子用絶縁膜および第２の素子用絶縁膜を形成した後、給電線やブリッジ部分をエッチング除去するため、かかる工程を利用して、第１の下電極の端面た第２の下電極の端面を露出させて第１の接続部や第２の接続部を形成すれば、接続を図るための工程を別途、行う必要がない。
【００１３】
本発明において、前記第１の素子用絶縁膜の厚さは、前記第１の下電極の側面より上面で厚く、前記第２の素子用絶縁膜の厚さは、前記第２の下電極の側面より上面で厚いことが好ましい。このように構成すると、第１の非線形素子では第１の下電極の上面に寄生する容量を無視できるほど小さくでき、第２の非線形素子では第２の下電極の上面に寄生する容量を無視できるほど小さくできるので、画素スイッチング素子全体としての寄生容量を小さくできる。
【００１４】
本発明は、前記対向基板に、前記画素電極と対向して前記液晶を駆動する共通電極（対向電極）が形成されているＴＮ（Ｔｗｉｓｔｅｄ Ｎｅｍａｔｉｃ）モードやＶＡ（Ｖｅｒｔｉｃａｌ Ａｌｉｇｎｅｄ Ｎｅｍａｔｉｃ）モードなどの電気光学装置に適用できる。
【００１５】
また、本発明は、前記素子基板に前記走査線および前記データ線のうちの他方の信号線と、前記画素電極と対向して前記液晶を駆動する共通電極とが形成されているＩＰＳ（Ｉｎ−Ｐｌａｎｅ Ｓｗｉｔｃｈｉｎｇ）モードやＦＦＳ（Ｆｒｉｎｇｅ Ｆｉｅｌｄ Ｓｗｉｔｃｈｉｎｇ）モードなど、横電界を利用するタイプの電気光学装置にも適用することができる。
【００１６】
本発明において、前記素子基板には、前記非線形素子に直列接続し、かつ、前記画素電極、前記液晶および前記共通電極によって構成される液晶容量に並列接続された補助容量が形成されていることが好ましい。このように構成すると、非線形素子に容量が寄生している場合でも、画素電極に印加される電圧が高くなるので、駆動電圧を低く設定したときでも、所定の電圧を画素電極に印加することができる。
【００１７】
本発明に係る電気光学装置は、例えば、携帯電話機やモバイルコンピュータなどといった電子機器に用いられる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１８】
以下、本発明の実施形態を図面に基づいて説明する。なお、参照する各図において、図面上で認識可能な大きさとするために縮尺が各層や各部材ごとに異なる場合がある。また、各図においては、断面図および平面図に関わらず、非線形素子を構成するタンタル膜などの導電膜について右下がりの斜線を付し、クロム膜などの導電膜については右上がりの斜線を付してある。
【００１９】
［実施の形態１］
（電気光学装置の構成例）
図１は、本発明の実施の形態１に係る電気光学装置（液晶装置）の電気的構成を示すブロック図である。図２は、図１に示す電気光学装置の構成を模式的に示す断面図である。
【００２０】
図１に示す電気光学装置１はＴＮモードやＶＡモードの液晶装置であり、この電気光学装置１では、複数本の走査線３が行（Ｘ）方向に延在して形成され、複数本のデータ線２（本発明における一方の信号線）が列（Ｙ）方向に延在して形成されている。走査線３とデータ線２との各交差点に対応する位置には複数の画素１０が形成され、これらの画素１０はマトリクス状に配置されている。各画素１０では、データ線２と走査線３との間に、後述する画素電極、液晶層および対向電極（走査線３）によって構成された液晶容量４と、後述する非線形素子によって構成された画素スイッチング素子５とが直列接続され、図１に示す例では、液晶容量４が走査線３の側に、画素スイッチング素子５がデータ線２の側に接続されている。ここで、各走査線３は走査線駆動回路１３によって駆動される一方、各データ線２はデータ線駆動回路１２によって駆動される。なお、液晶容量４がデータ線２の側に接続され、画素スイッチング素子５が走査線３の側に接続されることもある。
【００２１】
本形態の電気光学装置１は、具体的には図２に示すように、対向配置された一対の基板を有しており、一対の基板のうち、一方の基板は素子基板２０であり、他方の基板は対向基板３０である。素子基板２０の内側表面には、複数本のデータ線２と、データ線２に接続される複数の画素スイッチング素子５と、画素スイッチング素子５と１対１に接続される画素電極４１とが形成されている。データ線２は、図２において紙面に対して垂直方向に延在して形成される一方、画素スイッチング素子５および画素電極は、マトリクス状に配列されている。画素電極４１などの表面側には、ポリイミドなどからなる配向膜２２が形成されている。対向基板３０の内側表面には、走査線３として機能する対向電極３１（共通電極）が、データ線２と直交する方向に形成され、その表面には、ポリイミドなどからなる配向膜３２が形成されている。素子基板２０と対向基板３０とは、シール材１４によって貼り合わされ、その内側に液晶１１が挟持されている。なお、本形態の電気光学装置１には、ＣＯＧ（Ｃｈｉｐ Ｏｎ Ｇｌａｓｓ）技術が適用されており、素子基板２０の表面に直接、液晶駆動用ＩＣチップ１５が実装されている。
【００２２】
本形態では、素子基板２０と対向基板３０との間に所定の間隔を確保することを目的に、素子基板２０には、後述する柱状スペーサが形成され、この柱状スペーサの上端部が対向基板３０に当接することにより、素子基板２０と対向基板３０との間隔が制御されている。
【００２３】
なお、電気光学装置１をカラー表示用に構成する場合、対向基板３０には、「Ｒ」、「Ｇ」、「Ｂ」のカラーフィルタが形成されるが、本発明とは直接、関係しないので、その図示や説明を省略する。また、対向基板３０には、ブラックマトリクスなどと称せられる遮光膜や平坦化膜などが形成される場合もあるが、これらについても説明を省略する。さらに、素子基板２０の外側表面や対向基板３０の外側表面には、配向膜２２、３２へのラビング方向などに対応した光軸を有する偏光板や位相差板などの光学部材が配置されるが、これらの光学部材についても図示および説明を省略する。
【００２４】
（素子基板２０の詳細構成）
図３および図４はそれぞれ、本発明の実施の形態１に係る電気光学装置に用いた素子基板の数画素分のレイアウトを示す平面図、およびこの素子基板上に形成した画素スイッチング素子の斜視図である。図５（ａ）、（ｂ）、（ｃ）、（ｄ）はそれぞれ、図３のＡ１−Ａ１′線、Ｂ１−Ｂ１′線、Ｃ１−Ｃ１′線、Ｄ１−Ｄ１′線で電気光学装置１を切断したときの様子を模式的に示す断面図である。
【００２５】
図３、図４および図５（ａ）、（ｂ）、（ｃ）、（ｄ）に示すように、本形態の電気光学装置１において、素子基板２０には、タンタル酸化膜などからなる下地層２００が形成され、この下地層２００の上層には、データ線２、データ線２に電気的に接続する画素スイッチング素子５、および画素スイッチング素子５を介してデータ線２に接続する画素電極４１が形成されている。本形態において、画素スイッチング素子５は、以下に詳述するように、互いに逆極性で並列接続された第１の非線形素子５ａ（ＴＦＤ（Ｔｈｉｎ Ｆｉｌｍ Ｄｉｏｄｅ）素子）と第２の非線形素子５ｂ（ＴＦＤ）とから構成されている。
【００２６】
本形態では、画素スイッチング素子５を構成するにあたって、まず、データ線２と交差する方向に、短冊状の第１の下電極５１と短冊状の第２の下電極５２とが並列に形成されている。ここで、第１の下電極５１および第２の下電極５２は、膜厚が例えば１００〜１５０ｎｍ程度のタンタル膜などから構成されている。第１の下電極５１および第２の下電極５２としては、タンタル単体膜、あるいはタンタルを主成分とする合金、例えば、タングステン−タンタル合金を用いることができる。また、第１の下電極５１および第２の下電極５２は、ニオブ単体膜、あるいはニオブとタンタルとの合金などによって構成されることもある。
【００２７】
第１の下電極５１の表面には、厚さが２０〜４０ｎｍのタンタル酸化膜５０ａ（陽極酸化膜）からなる第１の素子用絶縁膜５７が形成され、第２の下電極５２の表面には、同じく、厚さが２０〜４０ｎｍのタンタル酸化膜５０ａ（陽極酸化膜）からなる第２の素子用絶縁膜５８が形成されている。
【００２８】
データ線２は、第１の下電極５１および第２の下電極５２の一方側端部に対して上層側で重なるように延びたクロム膜などから形成され、第１の上電極５３を構成している。また、素子基板２０には、データ線２と並行するように短冊状のクロム膜などからなる第２の上電極５４が形成され、第２の上電極５４は、第１の下電極５１および第２の下電極５２の他方側端部に対して上層側で重なっている。データ線２および第２の上電極５４の膜厚は、例えば１００〜５００ｎｍ程度である。
【００２９】
このように本形態では、データ線２（第１の上電極５３）、第１の下電極５１、第２の上電極５４および第２の下電極５２は、略井桁状に配置されており、第１の下電極５１の一方側端部とデータ線２とが重なる領域には、第１の下電極５１、第１の素子用絶縁膜５７およびデータ線２（第１の上電極５３）によって第１の非線形素子５ａが形成され、第２の下電極５２の他方側端部と信号線とが重なる領域には、第２の下電極５２、第２の素子用絶縁膜５８および第２の上電極５４によって第２の非線形素子５ｂが形成されている。
【００３０】
ここで、第１の下電極５１と第２の上電極５４は、互いに重なり合う領域が広めの矩形領域として形成されており、第１の下電極５１と第２の上電極５４との重なり部分には、第１の下電極５１と第２の上電極５４とが接続する第１の接続部５５が形成されている。すなわち、第１の下電極５１の矩形領域では、図５（ａ）、（ｄ）に示すように、第１の素子用絶縁膜５７（タンタル酸化膜５０ａ）および第１の下電極５１がスリット状に部分的に除去され、このようなスリット５５１の形成により露出した第１の下電極５１の端面５１５と第２の上電極５４とが直接、接触して第１の接続部５５が形成されている。
【００３１】
また、第２の下電極５２とデータ線２は、互いに重なり合う領域が広めの矩形領域として形成されており、第２の下電極５２とデータ線２との重なり部分には、第２の下電極５２とデータ線２とが接続する第２の接続部５６が形成されている。すなわち、第２の下電極５２の矩形領域では、図５（ｂ）、（ｃ）に示すように、第２の素子用絶縁膜５８（タンタル酸化膜５０ａ）および第２の下電極５２がスリット状に部分的に除去され、このようなスリット５６１の形成により露出した第２の下電極５２の端面５２５とデータ線２とが直接、接触して第２の接続部５６が形成されている。
【００３２】
このように構成した画素スイッチング素子５の上層側には層間絶縁膜２５が形成され、この層間絶縁膜２５の上層側にはＩＴＯなどからなる画素電極４１が形成されている。ここで、層間絶縁膜２５には、第１の下電極５１と第２の上電極５４と重なる部分にコンタクトホール２６が形成され、このコンタクトホール２６によって、画素電極４１と第２の上電極５４とが電気的に接続している。
【００３３】
また、本形態では、素子基板２０には、素子基板２０と対向基板３０との間隔を制御するための柱状スペーサ１８が形成され、この柱状スペーサ１８は、第２の下電極５２の一方側端部とデータ線２との重なり領域に形成されている。なお、画素電極４１や柱状スペーサ１８の上層側には配向膜２２が形成されている。
【００３４】
（電気光学装置の製造方法）
図６（ａ）〜（ｅ）は、本形態の電気光学装置１の製造工程のうち、素子基板２０の製造工程を示す説明図である。なお、図６（ａ）〜（ｅ）において、左側領域には画素１つ分の平面図を示し、右側領域には、図３のＤ１−Ｄ１′線に相当する位置での断面図を示してある。なお、以下に説明する工程は、通常、素子基板を多数取りできる大型の元基板の状態で行われるが、以下の説明では、単品サイズの素子基板および大型の元基板を区別せずに素子基板２０と称して説明する。
【００３５】
まず、図６（ａ）に示すように、素子基板２０の全面にタンタル酸化膜などにより下地層２００を形成する。次に、素子基板２０の全面にタンタル膜を形成した後、フォトリソグラフィ技術を用いて、タンタル膜をパターニングし、給電線８ｂ、第１の下電極５１および第２の下電極５２を備えたタンタルパターン８ａを形成する。
【００３６】
次に、給電線８ｂから給電してタンタルパターン８ａに陽極酸化を行い、図６（ｂ）に示すように、タンタルパターン８ａの表面全体に膜厚が２０〜４０ｎｍのタンタル酸化膜５０ａを形成する。このようなタンタル酸化膜５０ａのうち、第１の下電極５１の表面に形成されたタンタル酸化膜５０ａが第１の素子用絶縁膜５７であり、第２の下電極５２の表面に形成されたタンタル酸化膜５０ａが第２の素子用絶縁膜５８である。なお、陽極酸化を行った後、素子基板２０を加熱炉内で加熱し、タンタル酸化膜５０ａ（第１の素子用絶縁膜５７および第２の素子用絶縁膜５８）内の転位や空孔などの欠陥密度を低減してもよい。
【００３７】
次に、フォトリソグラフィ技術を用いて、タンタルパターン８ａおよびその表面に形成されたタンタル酸化膜５０ａを、図６（ｃ）に示すようにパターニングし、給電線８ｂをエッチング除去する。その結果、第１の下電極５１と第２の下電極５２が島状に形成されるが、第１の下電極５１の表面には第１の素子用絶縁膜５７が残っており、第２の下電極５２の表面には第２の素子用絶縁膜５８が残っている。その際、第１の下電極５１の他方側端部に形成されている矩形領域、およびその表面に形成されている第１の素子用絶縁膜５７にスリット５５１を形成し、スリット５５１内で第１の下電極５１の端面を５１５露出させる。また、第２の下電極５２の一方側端部に形成されている矩形領域、およびその表面に形成されている第２の素子用絶縁膜５８にスリット５６１を形成し、スリット５６１内で第２の下電極５２の端面５２５を露出させる。
【００３８】
次に、素子基板２０の全面にクロム膜などの導電膜を形成した後、フォトリソグラフィ技術を用いて、クロム膜などの導電膜を、図６（ｄ）に示すようにパターニングし、データ線２（第１の上電極５３）および第２の上電極５４を形成する。その結果、信号線２（第１の上電極５３）、第１の下電極５１、第２の上電極５４および第２の下電極５２は、略井桁状に配置され、第１の下電極５１の一方側端部とデータ線２（第１の上電極５３）とが重なる領域に第１の非線形素子５ａが形成され、第２の下電極５２の他方側端部と第２の上電極５４とが重なる領域に第２の非線形素子５ｂが形成される。また、第１の下電極５１の矩形領域では、第１の下電極５１の端面５１５と第２の上電極５４とが直接、接触して第１の接続部５５が形成され、第２の下電極５２の矩形領域では、第２の下電極５２の端面５２５とデータ線２とが直接、接触して第２の接続部５６が形成される。
【００３９】
このようにして、第１の非線形素子５ａおよび第２の非線形素子５ｂを備えた画素スイッチング素子５を形成した後、その表面側に、図６（ｅ）に示すように、コンタクトホール２６を備えた層間絶縁膜２５を形成する。ここで、層間絶縁膜２５がシリコン酸化膜である場合、素子基板２０の全面にシリコン酸化膜などの絶縁膜を形成した後、フォトリソグラフィ技術を用いて、絶縁膜を図６（ｅ）に示すようにパターニングし、コンタクトホール２６を形成する。これに対して、層間絶縁膜２５が感光性樹脂層である場合、素子基板２０の全面に感光性樹脂を塗布した後、選択的に露光し、現像し、図６（ｅ）に示すように、コンタクトホール２６を備えた層間絶縁膜２５を形成する。
【００４０】
次に、層間絶縁膜２５の表面にＩＴＯ膜などの導電膜を形成した後、フォトリソグラフィ技術を用いて、ＩＴＯなどの導電膜を図３および図５に示すようにパターニングし、画素電極４１を形成する。このようにして形成した画素電極４１は、コンタクトホール２６を介して画素スイッチング素子５の第２の上電極５４に電気的に接続する。
【００４１】
次に、素子基板２０の全面に感光性樹脂を厚く塗布した後、選択的に露光し、現像し、図３および図５に示すように、第２の下電極５２の一方側端部とデータ線２とが重なる領域に第２柱状スペーサ１８を形成する。
【００４２】
しかる後、素子基板２０の全面にポリイミド樹脂などを塗布、焼成した後、ラビング処理を行い、配向膜２２を形成する。このようにして素子基板２０を形成する。
【００４３】
このようにして製造した素子基板２０は、対向電極３１および配向膜３２が形成された対向基板３０とシール材１４によって貼り合わせた後、シール材１４の途切れ部分から液晶１１を注入し、しかる後に、シール材１４の途切れ部分を封止材で封止する。これにより、電気光学装置１が完成する。
【００４４】
（本形態の主な効果）
以上説明したように、本形態の電気光学装置１において、素子基板２０には、第１の非線形素子５ａと第２の非線形素子５ｂを極性を逆向きにして並列に電気的した画素スイッチング素子５が用いられている。このため、画素スイッチング素子５では、電流−電圧の非線形特性が正負の双方向にわたって対称であるため、反転駆動方式を採用した場合でも、品位の高い画像を安定して表示できる。しかも、本形態の画素スイッチング素子５では、Ｂａｃｋ−ｔｏ−Ｂａｃｋ構造の非線形素子と違って、選択時には、第１の非線形素子５ａおよび第２の非線形素子５ｂのうちの一方がオン状態になればよいので、駆動電圧を低く設定することができ、かつ、第１の非線形素子５ａおよび第２の非線形素子５ｂのうちの一方に大きな負荷がかかることもない。さらに、十分なレベルのオン電流を確保する場合でも、第１の素子用絶縁膜５７および第２の素子用絶縁膜５８が厚くてよいので、本形態の画素スイッチング素子５は、Ｂａｃｋ−ｔｏ−Ｂａｃｋ構造の非線形素子と比較して、特性の経時変化が小さく、信頼性が高い。
【００４５】
また、本形態では、画素スイッチング素子５を平面的にみたとき、データ線２（第１の上電極５３）、第１の下電極５１と、第２の上電極５４および第２の下電極５２が井桁状にレイアウトされ、４つの角部分のうち、対角に位置する２つの角部分を利用して第１の非線形素子５ａおよび第２の非線形素子５ｂが構成されている。また、残りの２つの角部分を利用して、第１の下電極５１と第２の上電極５４とを接続する第１の接続部５５と、第２の下電極５２とデータ線２とを接続させる第２の接続部５６とが形成されている。このため、第１の下電極５１および第２の下電極５２を短くしても、第１の下電極５１および第２の下電極５２と、信号線２（第１の上電極５３）および第２の上電極５４と容易にかつ確実に重ねることができ、狭い領域内に２つの非線形素子５ａ、５ｂ、および２つの接続部５５、５６を配置することができる。それ故、極性を逆向きにして第１の非線形素子５ａと第２の非線形素子５ｂとを並列接続して画素スイッチング素子５を構成した場合でも、その占有面積を狭くすることができ、高い画素開口率を確保することができる。
【００４６】
［実施の形態２］
図７（ａ）、（ｂ）、（ｃ）、（ｄ）はそれぞれ、本発明の実施の形態２に係る電気光学装置１を図３のＡ１−Ａ１′線、Ｂ１−Ｂ１′線、Ｃ１−Ｃ１′線、Ｄ１−Ｄ１′線に相当する位置で切断したときの構造を模式的に示す断面図である。図８（ａ）〜（ｅ）は、本形態の電気光学装置の製造工程のうち、素子基板の製造工程を示す説明図である。なお、図８（ａ）〜（ｅ）において、左側領域には画素１つ分の平面図を示し、右側領域には、図３のＤ１−Ｄ１′線に相当する位置での断面図を示してある。なお、本形態の電気光学装置の基本的な構成は、実施の形態１と同様であるため、共通する部分には同一の符号を付してそれらの説明を省略する。
【００４７】
本形態の電気光学装置１は、図７（ａ）〜（ｄ）に示すように、画素スイッチング素子５は、実施の形態１と同様、互いに逆極性で並列接続された第１の非線形素子５ａ（ＴＦＤ）と第２の非線形素子５ｂ（ＴＦＤ）とから構成されている。第１の非線形素子５ａは、データ線２と交差する方向に延びてデータ線２に下層側で部分的に重なるタンタル膜からなる第１の下電極５１と、第１の下電極５１の表面に形成されたタンタル酸化膜（陽極酸化膜）からなる第１の素子用絶縁膜５７と、データ線２からなる第１の上電極５３とによって構成されている。また、第２の非線形素子５ｂは、第１の下電極５１と並列に形成されてデータ線２に下層側で部分的に重なるタンタル膜からなる第２の下電極５２と、第２の下電極５２の表面に形成されたタンタル酸化膜（陽極酸化膜）からなる第２の素子用絶縁膜５８と、データ線２と並列に形成されて第１の下電極５１および第２の下電極５２に対して上層側でＧ部分的に重なるクロム膜からなる第２の上電極５４とを備えている。
【００４８】
このように構成した画素スイッチング素子５において、第１の素子用絶縁膜５７は、第１の下電極５１の側面に形成されているタンタル酸化膜５０ｃより上面に形成されているタンタル酸化膜５０ｂの方が厚い。また、第２の素子用絶縁膜５８でも、第２の下電極５２の側面に形成されているタンタル酸化膜５０ｃより上面に形成されているタンタル酸化膜５０ｂの方が厚い。例えば、第１の下電極５１および第２の下電極５２の上面に形成されているタンタル酸化膜５０ｂの膜厚は５０ｎｍ〜１００ｎｍであるが、側面に形成されているタンタル酸化膜５０ｃの膜厚は２０〜４０ｎｍである。
【００４９】
このように構成した画素スイッチング素子５では、第１の非線形素子５ａおよび第２の非線形素子５ｂのいずれにおいても、第１の下電極５１の上面とデータ線２との間に寄生する容量、および第２の下電極５２の上面と第２の上電極５４との間に寄生する容量が無視できるほど小さいので、画素スイッチング素子５全体としての寄生容量が小さい。
【００５０】
このような構成の画素スイッチング素子５を備えた電気光学装置１を製造するには、まず、図８（ａ）に示すように、素子基板２０の表面全体にタンタル酸化膜などからなる下地層２００を形成した後、下地層２００の表面全体にタンタル膜８ｃを形成する。
【００５１】
次に、タンタル膜８ｃに陽極酸化を行い、膜厚が５０ｎｍ〜１００ｎｍの厚いタンタル酸化膜５０ｂを形成する。
【００５２】
次に、フォトリソグラフィ技術を用いて、タンタル酸化膜５０ｂおよびタンタル膜８ｃをパターニングし、図８（ｃ）に示すように、給電線８ｂ、第１の下電極５１および第２の下電極５２を備えたタンタルパターン８ａを形成する。
【００５３】
次に、給電線８ｂから給電してタンタルパターン８ａに陽極酸化を行い、図８（ｄ）に示すように、タンタルパターン８ａの側面に、膜厚が２０〜４０ｎｍの薄いタンタル酸化膜５０ｃを形成する。このようにして第１の下電極５１および第２の下電極５２の表面に第１の素子用絶縁膜５７および第２の素子用絶縁膜５８を形成するが、第１の素子用絶縁膜５７および第２の素子用絶縁膜５８のいずれにおいても、その上面に形成されたタンタル酸化膜５０ｂは、側面に形成されたタンタル酸化膜５０ｃより厚い。
【００５４】
次に、フォトリソグラフィ技術を用いて、タンタルパターン８ａおよびその表面に形成されたタンタル酸化膜５０ａ、５０ｂを、図８（ｅ）に示すようにパターニングし、給電線８ｂを除去する。その結果、第１の下電極５１および第２の下電極５２が島状に形成され、その表面には第１の素子用絶縁膜５７および第２の素子用絶縁膜５８が残っている。その際、第１の下電極５１の他方側端部に形成されている矩形領域、およびその表面に形成されている第１の素子用絶縁膜５７をスリット５５１を形成し、スリット５５１内で第１の下電極５１の端面５１５を露出させる。また、第２の下電極５２の一方側端部に形成されている矩形領域、およびその表面に形成されている第２の素子用絶縁膜５８にスリット５６１を形成し、スリット５６１内で第２の下電極５２の端面５２５を露出させる。
【００５５】
それ以降の工程は、実施の形態１に関して、図６（ｄ）〜図６（ｅ）などを参照して説明した工程と同様であるため、説明を省略する。
【００５６】
［実施の形態３］
（全体構成）
図９は、本発明の実施の形態２に係る電気光学装置（液晶装置）の電気的構成を示すブロック図である。図１０は、図９に示す電気光学装置の構成を模式的に示す断面図である。
【００５７】
図９に示す電気光学装置１はＩＰＳモードの液晶装置であり、この電気光学装置１では、Ｘ方向に延びた走査線３（本発明における一方の信号線）と、Ｙ方向に延びたデータ線２との交差点に対応して複数の画素１０がマトリクス状に構成されている。データ線２はデータ線駆動回路１２に接続され、走査線３は走査線駆動回路１３に接続されている。本形態では、走査線３に画素スイッチング素子５が接続され、この画素スイッチング素子５を介して画素電極４６が接続されている。データ線２には共通電極２０５が接続しており、共通電極２０５と画素電極４６との間には液晶容量４が形成され、液晶容量４と画素スイッチング素子５とは直列接続されている。また、本形態では、データ線２と画素電極４６との間には補助容量９が形成されており、補助容量９は、画素スイッチング素子５に直列接続され、液晶容量４には並列接続されている。
【００５８】
このような構成の電気光学装置１は、例えば、図１０に示すように構成され、対向配置された一対の基板を有している。一方の基板は、画素スイッチング素子５や画素電極４６が形成された素子基板２０であり、他方の基板は対向基板３０である。素子基板２０と対向基板３０とはシール材１４によって貼り合わされ、その内側に液晶１１が封入されている。本形態の電気光学装置１でも、実施の形態１と同様、素子基板２０の表面に直接、液晶駆動用ＩＣチップ１５が実装されている。
【００５９】
本形態において、液晶１１はＩＰＳモードで駆動されるため、素子基板２０の内側表面には、複数本のデータ線２、データ線２に接続される複数の画素スイッチング素子５、および画素スイッチング素子５と１対１に接続される画素電極４６に加えて、詳しくは後述するように、図９に示した走査線３、共通電極２０５および補助容量９も形成されている。なお、画素電極４６などの表面には、ポリイミドなどからなる配向膜２２が形成されている。対向基板３０の内側表面には、ポリイミドなどからなる配向膜３２が形成され、実施の形態１と違って、対向基板３０の内側表面には対向電極が形成されていない。なお、本形態でも、電気光学装置１をカラー表示用に構成する場合、対向基板３０には、「Ｒ」、「Ｇ」、「Ｂ」のカラーフィルタが形成されるが、本発明とは直接、関係しないので、その図示や説明を省略する。また、対向基板３０には、ブラックマトリクスなどと称せられる遮光膜や、平坦化膜が形成される場合もあるが、これらについても説明を省略する。また、素子基板２０の外側表面や対向基板３０の外側表面には、偏光板や位相差板などの光学部材が配置されるが、これらの光学部材についても図示および説明を省略する。
【００６０】
（素子基板２０の詳細構成）
図１１は、本発明の実施の形態３に係る電気光学装置に用いた素子基板において、数画素分のレイアウトを示す平面図である。図１２（ａ）、（ｂ）、（ｃ）、（ｄ）はそれぞれ、図１１のＡ２−Ａ２′線、Ｂ２−Ｂ２′線、Ｃ２−Ｃ２′線、Ｄ２−Ｄ２′線で電気光学装置を切断したときの構造を模式的に示す断面図である。
【００６１】
図１１および図１２（ａ）、（ｂ）、（ｃ）、（ｄ）において、本形態の電気光学装置１では、Ｙ方向に延びたデータ線２は、タンタルなどからなる金属配線であり、Ｘ方向に延びた走査線３は、クロムなどからなる金属配線である。
【００６２】
本形態でも、データ線２と走査線３との交差点の近傍には、画素スイッチング素子５が形成され、この画素スイッチング素子５には、Ｙ方向に延びた画素配線部３０５、Ｘ方向に延びた容量用上電極３０１、Ｙ方向に延びた櫛歯状の画素電極４６、およびＸ方向に延びた容量用上電極３０２がこの順に接続されている。これらの電極などは、走査線３と同時形成されたクロム膜によって形成されている。また、画素１０内には、データ線２からのＸ方向への突出部分によって２本の容量用下電極２０１、２０２が構成され、容量用下電極２０１、２０２同士を接続するように櫛歯状の共通電極２０５がＹ方向に延びている。これらの電極などは、データ線２と同時形成されたタンタル膜によって形成されている。ここで、共通電極２０５と画素電極４６とは、Ｘ方向において交互に配置され、その間で液晶１１を駆動する。
【００６３】
共通電極２０５、容量用下電極２０１、２０２およびデータ線２の表面には、膜厚が１００〜２５０ｎｍの厚いタンタル酸化膜５０ｅが形成され、このタンタル酸化膜５０ｅのうち、容量用下電極２０１、２０２の表面を覆うタンタル酸化膜５０ｅによって、補助容量９の容量用絶縁膜９１が構成されている。すなわち、本形態では、容量用下電極２０１、この容量用下電極２０１の表面に形成された容量用絶縁膜９１、およびこの容量用絶縁膜９１を介して容量用下電極２０１に対向する容量用上電極３０１によって第１の補助容量９ａが形成され、容量用下電極２０２、この容量用下電極２０２の表面に形成された容量用絶縁膜９１、およびこの容量用絶縁膜９１を介して容量用下電極２０２に対向する容量用上電極３０２によって第２の補助容量９ｂが構成され、これらの補助容量９ａ、９ｂが補助容量９として機能する。
【００６４】
本形態において、画素スイッチング素子５は、以下に説明するように、基本的には、実施の形態１で用いた画素スイッチング素子と同様な構成を備えている。但し、本形態では、実施の形態１とは違って、タンタル膜の陽極酸化に用いた給電線をそのままデータ線２として用いた構成になっている。
【００６５】
本形態において、画素スイッチング素子５は、実施の形態１と同様、互いに逆極性で並列接続された第１の非線形素子５ａ（ＴＦＤ）と第２の非線形素子５ｂ（ＴＦＤ）とから構成されている。すなわち、本形態では、まず、走査線３と交差する方向に、短冊状の第１の下電極５１と短冊状の第２の下電極５２とが並列に形成されている。また、第１の下電極５１の表面には、補助容量９を構成するタンタル酸化膜５０ｅよりも薄いタンタル酸化膜５０ｄ（陽極酸化膜）からなる第１の素子用絶縁膜５７が形成され、第２の下電極５２の表面にも、補助容量９を構成するタンタル酸化膜５０ｅよりも薄いタンタル酸化膜５０ｄ（陽極酸化膜）からなる第２の素子用絶縁膜５８（図１３を参照して後述する）が形成されている。ここで、タンタル酸化膜５０ｄの膜厚は、例えば２０〜４０ｎｍである。走査線３は、第１の下電極５１および第２の下電極５２の一方側端部に対して上層側で重なるように延びたクロム膜などから形成され、第１の上電極５３を構成している。また、素子基板２０には、データ線２と並行するように短冊状のクロム膜などからなる第２の上電極５４が形成され、第２の上電極５４は、第１の下電極５１および第２の下電極５２の他方側端部に対して上層側で重なっている。
【００６６】
このように本形態では、走査線３（第１の上電極５３）、第１の下電極５１、第２の上電極５４および第２の下電極５２は、略井桁状に配置されており、第１の下電極５１の一方側端部とデータ線２とが重なる領域に第１の非線形素子５ａが形成され、第２の下電極５２の他方側端部と信号線とが重なる領域に第２の非線形素子５ｂが形成されている。
【００６７】
本形態でも、第１の下電極５１と第２の上電極５４は、互いに重なり合う領域が広めの矩形領域として形成されており、第１の下電極５１の矩形領域では、図１２（ａ）に示すように、第１の素子用絶縁膜５７（タンタル酸化膜５０ｄ）および第１の下電極５１がスリット状に部分的に除去され、このようなスリット５５１の形成により露出した第１の下電極５１の端面５１５と第２の上電極５４とが直接、接触して第１の接続部５５が形成されている。また、第２の下電極５２と走査線３は、互いに重なり合う領域が広めの矩形領域として形成されており、第２の下電極５２の矩形領域では、図１２（ｂ）に示すように、第２の素子用絶縁膜５８（タンタル酸化膜５０ｄ）および第２の下電極５２がスリット状に部分的に除去され、スリット５６１の形成により露出した第２の下電極５２の端面５２５とデータ線２とが直接、接触して第２の接続部５６が形成されている。
【００６８】
なお、本形態では、データ線２と走査線３とが厚いタンタル酸化膜５０ｅを介して交差しているが、このような交差部分での寄生容量が問題となる場合には、データ線２と走査線３との層間に層間絶縁膜を形成すればよい。この場合、画素スイッチング素子５を形成する領域については、層間絶縁膜を部分的に除去した開口部とすれば、第１の素子用絶縁膜５７のみを介して第１の下電極５１と走査線３（第１の上電極５３）とを対向させることができ、第２の素子用絶縁膜５８を介して第２の下電極５２と第２の上電極５４とを対向させることができる。また、層間絶縁膜を形成した場合、画素電極４６および共通電極２０５が形成されている領域についても、層間絶縁膜を部分的に除去した開口部とすれば、画素電極４６と共通電極２０５とを層間絶縁膜を介さずに対向させることができる。
【００６９】
また、本形態では、共通電極２０５がタンタル膜から構成され、画素電極４６がクロム膜から構成されているが、例えば、タンタル膜とクロム膜とを電気的に接続することにより、共通電極２０５および画素電極４６の双方をタンタル膜とした構成、あるいは共通電極２０５および画素電極４６の双方をクロム膜とした構成を採用してもよい。なお、このようなタンタル膜とクロム膜とを電気的に接続するには、後述する素子基板２０の製造工程において、ブリッジ部をエッチング除去する際、タンタル膜およびその表面に形成されたタンタル酸化膜を部分的に除去してタンタル膜の端面を露出させ、この端面とクロム膜とを接続すれば、接続を図るための工程を別途、行う必要がない。
【００７０】
（電気光学装置１の製造方法）
図１３（ａ）〜（ｅ）は、本形態の電気光学装置の製造工程のうち、素子基板２０の製造工程を示す説明図である。なお、図１３（ａ）〜（ｅ）において、左側領域には１つの画素の非線形素子周辺部分の平面図を示し、右側領域には、図１３（ａ）のＦ２−Ｆ２′線に相当する位置での断面図を示してある。
【００７１】
まず、図１３（ａ）に示すように、素子基板２０の表面全体にタンタル酸化膜などにより下地層２００を形成する。次に、素子基板２０の全面にタンタル膜を形成した後、フォトリソグラフィ技術を用いて、タンタル膜をパターニングし、データ線２、第１の下電極５１、第２の下電極５２、および共通電極２０５を備えたタンタルパターン８ｈを形成する。ここで、第１の下電極５１および第２の下電極５２は、データ線２に対してブリッジ部８ｇを介して接続している。
【００７２】
次に、データ線２から給電してタンタルパターン８ｈの表面全体に陽極酸化を行い、図１３（ｂ）に示すように、タンタルパターンの表面に薄いタンタル酸化膜５０ｄを形成する。このようなタンタル酸化膜５０ｄのうち、第１の下電極５１の表面に形成されたタンタル酸化膜５０ｄが第１の素子用絶縁膜５７であり、第２の下電極５２の表面に形成されたタンタル酸化膜５０ｄが第２の素子用絶縁膜５８である。
【００７３】
次に、フォトリソグラフィ技術を用いて、タンタルパターン８ｈおよびその表面に形成されたタンタル酸化膜５０ｄを、図１３（ｃ）に示すようにパターニングし、ブリッジ部８ｇを除去する。その結果、表面に第１の素子用絶縁膜５７が形成された第１の下電極５１と、表面に第２の素子用絶縁膜５８が形成された第２の下電極５２とが島状に形成される。その際、第１の下電極５１の端部に形成されている矩形領域、およびその表面に形成されている第１の素子用絶縁膜５７をスリット状に除去し、このスリット５５１内で第１の下電極５１の端面５１５を露出させる。また、第２の下電極５２の端部に形成されている矩形領域、およびその表面に形成されている第２の素子用絶縁膜５８をスリット状に除去し、このスリット５６１内で第２の下電極５２の端面５２５を露出させる。
【００７４】
次に、データ線２から給電して共通電極２０５の表面全体に陽極酸化を行い、図１３（ｄ）に示すように、容量用下電極２０１、２０２の表面に厚いタンタル酸化膜５０ｅ（容量用絶縁膜９１）を形成する。その際、データ線２および共通電極２０５の表面にも厚いタンタル酸化膜５０ｅが形成されるが、第１の下電極５１および第２の下電極５２には、厚いタンタル酸化膜５０ｅが形成されない。
【００７５】
次に、素子基板２０の全面にクロム膜を形成した後、フォトリソグラフィ技術を用いて、クロム膜を、図１３（ｅ）に示すようにパターニングし、走査線３（第１の上電極５３）、第２の上電極５４、画素電極４６、および容量用上電極３０１、３０２を形成する。
【００７６】
その結果、走査線３（第１の上電極５３）、第１の下電極５１、第２の上電極５４および第２の下電極５２は、略矩形に配置され、第１の下電極５１の一方側端部と走査線３とが重なる領域に第１の非線形素子５ａが形成され、第２の下電極５２の他方側端部と第２の上電極５４とが重なる領域に第２の非線形素子５ｂが形成される。また、第１の下電極５１の矩形領域では、第１の下電極５１の端面５１５と第２の上電極５４とが直接、接触して第１の接続部５５が形成される。同様に、第２の下電極５２の矩形領域では、第２の下電極５２の端面５２５と走査線３とが直接、接触して第２の接続部５６が形成される。また、容量用上電極３０１、３０２が容量用絶縁膜９１を介して容量用下電極２０１、２０２と重なる領域に形成され、補助容量９（補助容量９ａ、９ｂ）が形成される。さらに、画素電極４６に対して共通電極２０５が対向するように形成される。それ以降の工程は、基本的には、実施の形態１と同様であるため、その説明を省略する。
【００７７】
（本形態の主な効果）
以上説明したように、本形態の電気光学装置１においても、素子基板２０には、極性を逆向きにして第１の非線形素子５ａと第２の非線形素子５ｂとを並列接続した画素スイッチング素子５が用いられているため、電流−電圧の非線形特性が正負の双方向にわたって対称である。従って、反転駆動方式を採用した場合でも、品位の高い画像を安定して表示できるなど実施の形態１と同様な効果を奏する。
【００７８】
また、本形態では、液晶容量４に並列に補助容量９を形成したため、画素スイッチング素子５に十分な電圧を印加することができる。それ故、画素スイッチング素子５を迅速、かつ確実にオン状態に変化させることができるので、液晶容量４に対して所定の電荷を精度よく蓄積することができ、その結果、表示品位（とりわけコントラスト）の向上を図ることができる。また、液晶容量４に印加される電荷は、補助容量９にも蓄積されるので、液晶１１に所定の電圧を印加し続けることができるので、その点でも、表示品位（とりわけコントラスト）の向上を図ることができる。
【００７９】
さらに、本形態では、電気光学装置１がＩＰＳモードで構成されているため、素子基板２０に液晶容量４および補助容量９の双方を形成できる。このため、素子基板２０と対向基板３０の間を電気的に接続する必要がないなど、構造の簡素化を図ることができる。また、データ線２および走査線３を形成するプロセスを利用して画素電極４６および共通電極２０５を形成することができる。
【００８０】
［その他の実施の形態］
実施の形態１、２では、ＴＮモードやＶＡＮモードを採用した電気光学装置１においてデータ線２に画素スイチング素子５が接続され、実施の形態３では、ＩＰＳモードを採用した電気光学装置１において走査線３に画素スイッチング素子５が接続された構成であったが、ＴＮモードやＶＡＮモードを採用した電気光学装置１において走査線３に画素スイチング素子５が接続され、ＩＰＳモードを採用した電気光学装置１においてデータ線２に画素スイッチング素子５が接続された構成を採用した場合に本発明を適用してもよい。
【００８１】
また、実施の形態３では、ＩＰＳモードを採用した電気光学装置１において液晶容量４に補助容量９を並列に接続したが、ＴＮモードやＶＡＮモードを採用した電気光学装置１において補助容量９を形成してもよい。
【００８２】
［電子機器への搭載例］
本発明を適用した電気光学装置１は、携帯電話機やモバイル型のパーソナルコンピュータの他、マルチメディア対応のパーソナルコンピュータ（ＰＣ）、エンジニアリング・ワークステーション（ＥＷＳ）、ページャ、ワードプロセッサ、テレビ、ビューファインダ型またはモニタ直視型のビデオテープレコーダ、電子手帳、電子卓上計算機、カーナビゲーション装置、ＰＯＳ端末、タッチパネルなどの電子機器に適用できる他、３０インチを越えるような大画面を備えた電子機器を構成するのに用いることもできる。
【図面の簡単な説明】
【００８３】
【図１】本発明の実施の形態１に係る電気光学装置の電気的構成を示すブロック図である。
【図２】図１に示す電気光学装置の構成を模式的に示す断面図である。
【図３】図２に示す素子基板の数画素分のレイアウトを示す平面図である。
【図４】本発明を適用した電気光学装置に用いた画素スイッチング素子の斜視図である。
【図５】（ａ）、（ｂ）、（ｃ）、（ｄ）はそれぞれ、図３のＡ１−Ａ１′線、Ｂ１−Ｂ１′線、Ｃ１−Ｃ１′線、Ｄ１−Ｄ１′線で電気光学装置を切断したときの様子を模式的に示す断面図である。
【図６】（ａ）〜（ｅ）は、図１に示す素子基板の製造工程を示す説明図である。
【図７】図３のＡ１−Ａ１′線、Ｂ１−Ｂ１′線、Ｃ１−Ｃ１′線、Ｄ１−Ｄ１′線に相当する位置で本発明の実施の形態２に係る電気光学装置を切断したときの様子を模式的に示す断面図である。
【図８】（ａ）〜（ｅ）は、図７に示す素子基板の製造工程を示す説明図である。
【図９】本発明の実施の形態３に係る電気光学装置の電気的構成を示すブロック図である。
【図１０】図９に示す電気光学装置の構成を模式的に示す断面図である。
【図１１】図９に示す素子基板の数画素分のレイアウトを示す平面図である。
【図１２】（ａ）、（ｂ）、（ｃ）、（ｄ）はそれぞれ、図１１のＡ２−Ａ２′線、Ｂ２−Ｂ２′線、Ｃ２−Ｃ２′線、Ｄ２−Ｄ２′線で電気光学装置を切断したときの様子を模式的に示す断面図である。
【図１３】（ａ）〜（ｅ）は、図１０に示す素子基板の製造工程を示す説明図である。
【符号の説明】
【００８４】
１・・電気光学装置、２・・データ線、３・・走査線、４・・液晶容量、５・・画素スイッチング素子、５ａ・・第１の非線形素子（ＴＦＤ）、５ｂ・・第２の非線形素子（ＴＦＤ）、９・・補助容量、１０・・画素、１１・・液晶、１８・・柱状スペーサ、２０・・素子基板、３０・・対向基板、３１・・対向電極（共通電極）、４１、４６・・画素電極、５１・・第１の下電極、５２・・第２の下電極、５３・・第１の上電極、５４・・第２の上電極、５７・・第１の素子用絶縁膜、５８・・第２の素子用絶縁膜、５５・・第１の接続部、５６・・第２の接続部、９１・・容量用絶縁膜、２０１、２０２・・容量用下電極、２０５・・共通電極、３０１、３０２・・容量用上電極
【特許請求の範囲】
【請求項１】
液晶を挟持する素子基板と対向基板とを有し、前記素子基板には、走査線およびデータ線のうちの少なくとも一方の信号線と、該信号線に画素スイッチング素子を介して電気的に接続された画素電極とが形成された電気光学装置において、
前記画素スイッチング素子は、互いに逆極性で並列接続された第１の非線形素子と第２の非線形素子とを備え、
前記第１の非線形素子は、前記一方の信号線と交差する方向に延びて当該一方の信号線に下層側で部分的に重なる第１の下電極と、該第１の下電極の表面に形成された第１の素子用絶縁膜と、前記一方の信号線からなる第１の上電極とによって構成され、
前記第２の非線形素子は、前記第１の下電極と並列に形成されて前記一方の信号線に下層側で部分的に重なる第２の下電極と、該第２の下電極の表面に形成された第２の素子用絶縁膜と、前記一方の信号線と並列に形成されて前記第１の下電極および前記第２の下電極に対して上層側で部分的に重なる第２の上電極とを備え、
前記第１の下電極と前記第２の上電極との重なり部分には、当該第１の下電極と当該第２の上電極との第１の接続部が形成され、
前記第２の下電極と前記一方の信号線との重なり部分には、当該第２の下電極と当該一方の信号線との第２の接続部が形成され、
前記画素電極は前記第２の上電極に接続していることを特徴とする電気光学装置。
【請求項２】
前記第１の下電極と前記第２の下電極とは同一の導電材料により構成され、
前記一方の信号線と前記第２の上電極とは同一の導電材料により構成されていることを特徴とする請求項１に記載の電気光学装置。
【請求項３】
前記画素電極は、前記第１の下電極と前記第２の上電極との重なり部分で当該第２上電極に電気的に接続し、
前記第２の下電極と前記一方の信号線との重なり部分には、前記素子基板と前記対向基板との間の間隔を規定する柱状スペーサが配置されていることを特徴とする請求項１または２に記載の電気光学装置。
【請求項４】
前記第１の接続部は、前記第１の素子用絶縁膜および前記第１の下電極の部分的な除去により露出した当該第１の下電極の端面と、前記第２の上電極との接続により構成され、
前記第２の接続部は、前記第２の素子用絶縁膜および前記第２の下電極の部分的な除去により露出した当該第２の下電極の端面と、前記一方の信号線との接続により構成されていることを特徴とする請求項１乃至３の何れか一項に記載の電気光学装置。
【請求項５】
前記第１の素子用絶縁膜の厚さは、前記第１の下電極の側面より上面で厚く、
前記第２の素子用絶縁膜の厚さは、前記第２の下電極の側面より上面で厚いことを特徴とする請求項１乃至４の何れか一項に記載の電気光学装置。
【請求項６】
前記対向基板には、前記画素電極と対向して前記液晶を駆動する共通電極が形成されていることを特徴とする請求項１乃至５の何れか一項に記載の電気光学装置。
【請求項７】
前記素子基板には、前記走査線および前記データ線のうちの他方の信号線と、前記画素電極と対向して前記液晶を駆動する共通電極とが形成されていることを特徴とする請求項１乃至５の何れか一項に記載の電気光学装置。
【請求項８】
前記素子基板には、前記非線形素子に直列接続され、かつ、前記画素電極、前記液晶および前記共通電極によって構成される液晶容量に並列接続された補助容量が形成されていることを特徴とする請求項６または７に記載の電気光学装置。
【請求項９】
請求項１乃至８の何れか一項に規定する電気光学装置を備えていることを特徴とする電子機器。
【請求項１】
液晶を挟持する素子基板と対向基板とを有し、前記素子基板には、走査線およびデータ線のうちの少なくとも一方の信号線と、該信号線に画素スイッチング素子を介して電気的に接続された画素電極とが形成された電気光学装置において、
前記画素スイッチング素子は、互いに逆極性で並列接続された第１の非線形素子と第２の非線形素子とを備え、
前記第１の非線形素子は、前記一方の信号線と交差する方向に延びて当該一方の信号線に下層側で部分的に重なる第１の下電極と、該第１の下電極の表面に形成された第１の素子用絶縁膜と、前記一方の信号線からなる第１の上電極とによって構成され、
前記第２の非線形素子は、前記第１の下電極と並列に形成されて前記一方の信号線に下層側で部分的に重なる第２の下電極と、該第２の下電極の表面に形成された第２の素子用絶縁膜と、前記一方の信号線と並列に形成されて前記第１の下電極および前記第２の下電極に対して上層側で部分的に重なる第２の上電極とを備え、
前記第１の下電極と前記第２の上電極との重なり部分には、当該第１の下電極と当該第２の上電極との第１の接続部が形成され、
前記第２の下電極と前記一方の信号線との重なり部分には、当該第２の下電極と当該一方の信号線との第２の接続部が形成され、
前記画素電極は前記第２の上電極に接続していることを特徴とする電気光学装置。
【請求項２】
前記第１の下電極と前記第２の下電極とは同一の導電材料により構成され、
前記一方の信号線と前記第２の上電極とは同一の導電材料により構成されていることを特徴とする請求項１に記載の電気光学装置。
【請求項３】
前記画素電極は、前記第１の下電極と前記第２の上電極との重なり部分で当該第２上電極に電気的に接続し、
前記第２の下電極と前記一方の信号線との重なり部分には、前記素子基板と前記対向基板との間の間隔を規定する柱状スペーサが配置されていることを特徴とする請求項１または２に記載の電気光学装置。
【請求項４】
前記第１の接続部は、前記第１の素子用絶縁膜および前記第１の下電極の部分的な除去により露出した当該第１の下電極の端面と、前記第２の上電極との接続により構成され、
前記第２の接続部は、前記第２の素子用絶縁膜および前記第２の下電極の部分的な除去により露出した当該第２の下電極の端面と、前記一方の信号線との接続により構成されていることを特徴とする請求項１乃至３の何れか一項に記載の電気光学装置。
【請求項５】
前記第１の素子用絶縁膜の厚さは、前記第１の下電極の側面より上面で厚く、
前記第２の素子用絶縁膜の厚さは、前記第２の下電極の側面より上面で厚いことを特徴とする請求項１乃至４の何れか一項に記載の電気光学装置。
【請求項６】
前記対向基板には、前記画素電極と対向して前記液晶を駆動する共通電極が形成されていることを特徴とする請求項１乃至５の何れか一項に記載の電気光学装置。
【請求項７】
前記素子基板には、前記走査線および前記データ線のうちの他方の信号線と、前記画素電極と対向して前記液晶を駆動する共通電極とが形成されていることを特徴とする請求項１乃至５の何れか一項に記載の電気光学装置。
【請求項８】
前記素子基板には、前記非線形素子に直列接続され、かつ、前記画素電極、前記液晶および前記共通電極によって構成される液晶容量に並列接続された補助容量が形成されていることを特徴とする請求項６または７に記載の電気光学装置。
【請求項９】
請求項１乃至８の何れか一項に規定する電気光学装置を備えていることを特徴とする電子機器。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【公開番号】特開２００６−３３７４２４（Ｐ２００６−３３７４２４Ａ）
【公開日】平成１８年１２月１４日（２００６．１２．１４）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００５−１５８５１７（Ｐ２００５−１５８５１７）
【出願日】平成１７年５月３１日（２００５．５．３１）
【出願人】（３０４０５３８５４）三洋エプソンイメージングデバイス株式会社 (2,386)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成１８年１２月１４日（２００６．１２．１４）
【国際特許分類】
【出願日】平成１７年５月３１日（２００５．５．３１）
【出願人】（３０４０５３８５４）三洋エプソンイメージングデバイス株式会社 (2,386)
【Ｆターム（参考）】
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